(57)【要約】【課題】タービン翼表面の腐食ピットの大きさと個数を迅速に検査する。【解決手段】タービン翼の検査位置表面に撮像ヘッドを置き（ａ）、その表面に斜めから平行光線を照明し（ｂ）、その照明で発生した散乱光を結像光線として撮像素子へ取り込んで撮像し（ｃ）、その撮像によって得られた画像の情報から腐食ピットの像をコンピュータで抽出し（ｄ）、その抽出した腐食ピットの像の大きさをコンピュータで計測し（ｅ）、予め定義した大きさの許容値を超えるその抽出した腐食ピットの像の個数をコンピュータで計数し（ｆ）、撮像ヘッドの走査の必要性を判断して（ｇ）、必要とあれば次の検査位置へ撮像ヘッドを走査して（ｈ）、照明の過程（ｂ）以下の内容を繰り返し、走査の必要が無い場合には、走査を終了し（ｉ）、検査を終える。【選択図】  図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明して前記表面で発生した散乱光を撮像し、画像の情報から腐食ピット像を抽出する機能を有するコンピュータにて前記撮像によって取得された画像の情報から腐食ピット像を抽出し、腐食ピット像の大きさを計測する機能を有するコンピュータにて前記抽出された腐食ピット像の大きさを計測し、前記腐食ピット像の存在と大きさとを検出する過程を有することを特徴とするタービン翼の検査方法。
【請求項２】
前記照明の方向が仰角にして５度〜３０度であることを特徴とする請求項１に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項３】
前記撮像の方向が前記表面の法線方向であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項４】
前記抽出された腐食ピット像の大きさの計測は、前記腐食ピット像の領域に幾何学形状をフィッティングさせ、フィッティングした前記幾何学形状の大きさに基づいて大きさを決定する機能を有するコンピュータで実行されることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項５】
前記抽出された腐食ピット像の内、予め定めた大きさ以上のものの個数を計数する機能を有するコンピュータによって前記予め定めた大きさ以上の腐食ピット像の個数を求めるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項６】
前記幾何学形状として外接楕円を適用することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項７】
前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率を演算する機能を有するコンピュータによって前記抽出された腐食ピット像に対応した前記比率を求めるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項８】
前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率が予め定めた値以上の値を持つ前記腐食ピット像の個数を計数する機能を有するコンピュータによって前記予め定めた比率以上の比率を有する前記腐食ピット像の個数を求めて認識するようにしたことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項９】
タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明する照明装置と、
前記照明により前記表面で発生した散乱光を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像の情報に基づいてその画像から腐食ピット像を抽出する画像処理機能を有するコンピュータと、
前記画像処理機能によって抽出した腐食ピット像の大きさを計測する計測機能を有するコンピュータと、
を有するタービン翼の検査装置。
【請求項１０】
前記照明の方向が仰角にして５度〜３０度に設定してあることを特徴とする請求項９に記載のタービン翼の検査装置。
【請求項１１】
前記撮像の方向が前記表面の法線方向に設定してあることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のタービン翼の検査装置。
【請求項１２】
前記腐食ピット像の領域に幾何学形状をフィッティングさせ、フィッティングした前記幾何学形状の大きさに基づいて前記抽出された腐食ピット像の大きさを計測する計測機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項９又は請求項１０又は請求項１１に記載のタービン翼の検査方法。
【請求項１３】
前記抽出された腐食ピット像の内、予め定めた大きさ以上のものの個数を計数する計数機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載のタービン翼の検査装置。
【請求項１４】
前記幾何学形状として外接楕円を前記抽出された腐食ピット像にフィッティングさせる機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のタービン翼の検査装置。
【請求項１５】
前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率を演算する機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項１４に記載のタービン翼の検査装置。
【請求項１６】
前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率が予め定めた値以上の値を持つ前記腐食ピット像の個数を計数する機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載のタービン翼の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン翼表面の画像を用いて、そのタービン翼表面に生じた腐食ピットの有無とその腐食程度を検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンや蒸気タービンのロータに取り付けられるタービン翼には、使用中に表面に腐食ピットと呼ばれる小さな孔が発生し、その孔から亀裂が進展し、タービン翼が破断する可能性がある。
【０００３】
そこで、タービン翼の表面を定期的に検査し、補修の必要があるか、新品のタービン翼と交換すべきか、まだ使用可能かを判断する必要がある。該腐食ピットは、いつ疲労き裂に進展するかわからないため、検査時に、規定サイズ以上の腐食ピットの個数を数え、規定値を超えた場合には、補修をしたり、新品に交換したりするなどの対策が取られる。
【０００４】
従来のタービン翼検査方法について、図１９から図２３を用いて説明する。図１９に従来の検査システムの全体構成を示す。従来の方法では、検査員が撮像ヘッド２を手で持ってタービン翼１の表面を走査し、別の検査員がモニタに映し出された映像を確認し、規定値以上の大きさの腐食ピットの個数を数える方法が取られていた。
【０００５】
このとき、タービン翼１の表面の画像を得るために、図２０、および、図２１に示すように、結像レンズ５の周囲を囲むような照明６により、上記タービン翼１の表面を全周囲から照らして画像を取得していた。
【０００６】
そのために、図２２に示すように、広域（低倍率）撮像した場合、浅い耐熱コートの剥がれなども同時に撮影されてしまい、取得した画像から腐食ピットを識別して判定すること自体が難しくなっていた。そこで、図２３に示すように、５０倍程度の高倍率で腐食ピットを拡大して撮像し、その結果得られたモニタ上の腐食ピット像４０を観察する必要があった。
【０００７】
この場合、高倍率の撮像のために、検査視野が狭くなり、検査員がマイクロスコープヘッド２を速く走査し過ぎると、腐食ピット像４０がモニタ上を素早く通過してしまい、モニタを凝視している別の検査員が腐食ピット像４０を判定できなくなる。
【０００８】
そこで、検査員はマイクロスコープヘッドをゆっくり動かさざるを得ず、狭い視野と遅い走査により、検査時間の増大が避けられなかった。さらに、この作業をタービン翼の１枚ごとに行うため、特に、翼数が１段当たり数十枚以上と多いガスタービンのタービン翼などでは、検査に膨大な時間がかかっていた。
【０００９】
また、モニタで確認しながら腐食ピット像４０を探すため見落としポテンシャルあった。さらには、タービン翼１における腐食ピットの発生位置により、許容する腐食ピット像４０の大きさが異なるため、腐食ピット像４０の大きさの判断を間違うリスクがあった。
【００１０】
これらの課題に対し、例えば、日本国特許番号第４０１５９２９号特許公報には、腐食環境にある回転体に取り付けられたタービン翼の補修方法について、タービン翼の表面に発生する腐食ピットの平均径が５０マイクロメートル以上に成長する前に、該腐食ピットの表面に、超音波振動端子による打撃処理を加えて、該腐食ピットの深さを５マイクロメートル以下として、腐食ピットから疲労き裂が発生し、急速に伝播成長することによるタービン翼の破断に至る事象を防止する方法が述べられている。
【００１１】
また、日本国特許出願公開番号２００７−１７３７６号公開特許公報には、暗室内で、検査位置に静置した被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影して蛍光静止画像を取得し、また、時間をずらして同一位置から、被検体に可視光を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影して可視静止画像を取得し、その後、蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重ね合わせ画像を作成し、該重ね合わせ画像の蛍光部分の面積から微細な傷を検査する方法が述べられている。
【００１２】
また、日本国特許番号第４６１８５０２号特許公報には、検査対象の検査位置表面に蛍光剤又は蛍光磁粉を浸透又は吸着させ、その検査対象を旋回装置に搭載して旋回させて暗室内で複数台の撮像装置で撮像し、その撮像して取得した画像の情報に基づいて画像内の高輝度の箇所について位置と大きさを算出するようにした探傷技術が掲載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】日本国特許番号第４０１５９２９号特許公報
【特許文献２】日本国特許出願公開番号２００７−１７３７６号公開特許公報
【特許文献３】日本国特許番号第４６１８５０２号特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１で述べられている技術では、腐食ピットを抽出する方法については述べられていない。また、特許文献２で述べられている技術では、蛍光探傷法を併用しつつ、二種類の画像を取得しなければならず、検査に長い時間が必要であった。特許文献３も同様であり、且つ蛍光探傷特有な課題として暗室内での検査環境の用意及び蛍光剤の塗布定着作業等で、画像取得にいたるまでの時間も長くかかり、結果として検査に長い時間が必要となっている。
【００１５】
従って、本発明の目的は、タービン翼に生じた腐食ピットを画像をもって抽出する過程を有するタービン翼の検査を迅速に成し遂げようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の目的を達成するためのタービン検査装置の基本的要件は、タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明する照明装置と、前記照明により前記表面で発生した散乱光を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像した画像の情報に基づいてその画像から腐食ピット像を抽出する画像処理機能を有するコンピュータと、前記画像処理機能によって抽出した腐食ピット像の大きさを計測する計測機能を有するコンピュータとを有するタービン翼の検査装置である。
【００１７】
そして同じくタービン検査方法の基本的要件は、タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明して前記表面で発生した散乱光を撮像し、画像の情報から腐食ピット像を抽出する機能を有するコンピュータにて前記撮像によって取得された画像の情報から腐食ピット像を抽出し、腐食ピット像の大きさを計測する機能を有するコンピュータにて前記抽出された腐食ピット像の大きさを計測し、前記腐食ピット像の存在と大きさとを検出する過程を有することを特徴とするタービン翼の検査方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、タービン翼に生じた腐食ピットを画像をもって抽出する過程を有するタービン翼の検査精度と検査速度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例で用いる撮像ヘッドの概略的縦断面図である。
【図２】図１の撮像ヘッドを下方から見た場合の要部の概略的平面配置図である。
【図３】本発明の実施例における検査システムの系統図である。
【図４】図１の撮像ヘッドで取得された被検体表面の画像である。
【図５】図４の画像から腐食ピット像を抽出した結果を示した概念図である。
【図６】本発明の実施例で抽出された腐食ピット像の領域に外接楕円を当てはめることで腐食ピット像の大きさを求める方法を示す概念図である。
【図７】本発明の実施例で抽出された腐食ピット像の領域に外接楕円を当てはめた結果を示した図（左側の図）にして、同図右側の上下２枚の図柄は、説明上同図の一部分を拡大して示した図である。
【図８】本発明の実施例で抽出した腐食ピット像を大きさ順に表示装置に表示される表を示した図である。
【図９】本発明の実施例で抽出した腐食ピット像の領域に内接円を当てはめることで腐食ピットの大きさを求める方法を示す概念図である。
【図１０】図１の撮像ヘッドに装着される被検体への接触機構におけるボールプランジャ部分の縦断面図である。
【図１１】図１０のボールプランジャ部分の平面配置図である。
【図１２】図１０のボールプランジャ部分の拡大縦断面図である。
【図１３】図１０のボールプランジャ部分の被検体曲面への接触状況を示した縦断面図である。
【図１４】本発明の実施例による撮像ヘッドの被検体に対する押し付け機構及び走査機構を説明する図である。
【図１５】図１４のグラブスクリュー機構の詳細を示す図である。
【図１６】本発明の実施例による撮像ヘッドとその押し付け機構及び走査機構を用いて、タービン翼表面を走査しながら検査する様子を示した斜視図である。
【図１７】本発明の実施例によるタービン翼の多方向の表面を検査する様子を示した説明図である。
【図１８】本発明の実施例における検査フローを示す図である。
【図１９】従来の検査方法の説明図である。
【図２０】従来の検査方法で用いた撮像ヘッドの概略的縦断面図である。
【図２１】図２０の撮像ヘッドの要部の概略的平面配置図である。
【図２２】従来の照明方法で取得された被検体表面の広域画像を示した図である。
【図２３】従来の照明方法で取得された撮像ヘッドによる撮像画像を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施例では、タービン翼を検査対象８として、その表面へ所定の角度で斜めから平行光線７で照明する照明装置Ａと、その照明により発生した散乱光を結像光線９として所定の仰角から取り込んで撮像する撮像装置Ｂと、その撮像装置Ｂを用いて得られた画像を処理して検査対象８の表面に発生した腐食ピット像４０を抽出する画像処理機能と、その抽出した腐食ピット像４０の大きさを計測する機能と、その計測した腐食ピット像４０を予め定義した大きさ順に分ける機能とを組み込んだコンピュータ４６と、その腐食ピット像４０を大きさ順に分けた結果を表示する表示装置４７と、照明装置Ａおよび撮像装置Ｂを検査対象８の表面に沿って移動させる走査機構を備えたタービン翼の検査装置が示されている。
【００２１】
そして、その検査装置を用いることにより、タービン翼の検査方法として、タービン翼を検査対象８とし、その検査対象８の表面を斜めから平行光線で照明するステップと、その照明により発生した散乱光を結像光線として取り込んで撮像するステップと、その検査対象８に対する前述の照明と撮像の位置を移動させる走査のステップと、その撮像によって得られた画像の情報から腐食ピット像４０を抽出する画像処理機能を組み込んだコンピュータ４６を利用して検査対象８の表面に発生した腐食ピット像４０を抽出するステップと、その抽出した腐食ピット像４０の大きさを計測する機能を組み込んだコンピュータ４６を利用してその抽出された腐食ピット像４０の大きさを計測するステップと、その計測された大きさに基づいて予め定義した大きさ順にその抽出した腐食ピット像４０の大きさを分類する機能又はその計測された大きさに基づいて予め定義した大きさの許容値を超えるその抽出した腐食ピット像４０の個数を計数する機能を組み込んだコンピュータ４６を利用してその分類又はその計数を実施するステップと、その分類又はその計数結果を表示装置４７に表示するステップと、を実行する。
【００２２】
このように、本発明の実施例では、検査対象表面の少なくとも一枚の画像から腐食ピット像を抽出し、その抽出結果から腐食ピット像のサイズを求め、そのサイズを基に腐食ピットを大きさごとに分類あるいは予め定めた許容値を超える大きさの腐食ピット像の個数を計数することを、コンピュータで行うので、検査員がモニタを見て判断するステップを排除できて、人員的ミスの無い精度の良い検査作業を少人数で可能であり、また、高倍率で腐食ピットを拡大した撮像画像を人が観察するステップを採用せずに、広域検査による撮像画像情報を利用して検査ができるので、検査速度を向上することが可能となる。
【００２３】
以下に、本発明の各実施形態を図１から図１８を用いて具体的に説明する。図１および図２に、本発明の実施例による撮像ヘッド１０の構造を示す。
【００２４】
図１，図２のように、撮像ヘッド１０は、照明装置Ａと撮像装置Ｂとこれらを覆うケーシングを備える。照明装置Ａは発光ダイオードなどを光源とするバー照明１１ａ〜１１ｄと、そのバー照明１１ａ〜１１ｄから発せられた光を平行光線７ａ〜７ｄに調整するコリメートレンズ１２ａ〜１２ｄとを有する。
【００２５】
このような構成により、バー照明１１ａ〜１１ｄから発せられた光は、各々、コリメートレンズ１２ａ〜１２ｄで平行光線７ａ〜７ｄにされた後に、検査対象８の検査領域である撮像領域に対し、斜め方向から照射される。斜めから照明するときの仰角は、概ね５度〜３０度である。このようにして撮像領域が照明される。このとき、撮像領域全体を覆うように照明する。
【００２６】
尚、図１および図２では、照明装置Ａが９０度刻みで４方位に配置され、その４方位から照明しているが、その方位は９０度刻みで４方位に限定されるものではなく、最低１つの照明装置Ａを備えていれば良い。また、必要に応じ、方位数、照明装置数を増やすことであっても良い。
【００２７】
撮像装置Ｂは、複数枚の結像レンズ５と、その結像レンズ５で集光した光線を入射させるＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子４を備えている。このような構成により、照明装置Ａによる照明により検査対象８の撮像領域から発生した散乱光は、結像に用いるための結像光線９として結像レンズ５により集光され、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子４上に結像される。この際、検査対象表面を斜めから照明することによる発生した散乱光を撮像する方向は、概ねその検査対象表面の法線方向とする。
【００２８】
図３に示すように、各バー照明１１ａ〜１１ｄを点滅させるスイッチ駆動部には、その点滅を司る制御部として照明コントローラ４３が接続されており、その照明コントローラ４３には同期装置４５が接続され、その同期装置４５から照明コントローラ４３へ送出される指令により各バー照明１１ａ〜１１ｄの発光タイミングが決められ、その発光タイミングにて各バー照明１１ａ〜１１ｄの点滅が制御されるようになっている。
【００２９】
このように、所定の仰角でタービン翼表面を斜めから照明する照明装置Ａにおいては、各バー照明１１ａ〜１１ｄによる光源が複数の方位に配置され、個別に発光タイミングを制御でき、その発光タイミングと同期して撮像装置Ｂによりタービン翼表面を撮像する機能を発揮することができる。
【００３０】
一方、撮像素子４から撮像画像を構成するための信号を取り込むタイミングを司る制御部としてカメラコントローラ４４が撮像素子４の信号送受信部に接続されており、同期装置４５からカメラコントローラ４４への指令により信号の取り込みのタイミングが制御される。さらに、同期装置４５からカメラコントローラ４４への指令により、その信号をコンピュータ４６へ送出するタイミングを制御される。
【００３１】
このような同期制御システムによって、撮像素子４の撮像タイミングがバー照明１１ａ〜１１ｄの照明（点灯）タイミングと同期し、照明下で撮像素子４による撮像領域の撮像が可能となるように同期設定される。
【００３２】
このような同期設定により、結像光線９が結像して撮像素子４に生じた結像結果の信号は、コンピュータ４６に転送され、コンピュータ４６で信号処理され、その処理後の内容が記憶装置４８に記録される。
【００３３】
撮像素子４に入射した結像光線に基づいて、コンピュータ４６にて処理して構成し、取得される画像の例を図４に示す。このような取得画像は希望によって表示装置４７に表示される。
【００３４】
図２２に示す従来の全周囲照明で得られた画像に比べ、本発明の実施例による平行光線による照明で取得された画像は、図４のように、腐食ピット像のみが明るく顕在化される。その取得画像のデータは、コンピュータ４６にて、二値化処理などの画像処理が施されて、図５の濃色部位が、腐食ピット像４０の領域として抽出される。その二値化処理などの画像処理を施し、その画像処理後の再構成画像は希望によって、図５のごとく、グレースケールの画像として表示装置４７に表示する。このようにして、図４のような生の画像から、腐食ピット像４０をさらに判別しやすく抽出する。
【００３５】
次に、コンピュータ４６では、ラベリング処理により、抽出された領域が連続している場合、その領域を１つの腐食ピット像４０の領域とみなす処理を行い、その一つ一つの領域に個別の識別番号、例えば番号としての数字を与え、好ましくはその番号に対応する腐食ピット像４０の画像上あるいは検査対象の表面上での位置座標を記憶する。次に、その抽出されたおのおのの腐食ピット像４０の領域に、図６に示すように外接楕円３９を当てはめる処理、即ちフィッティングの処理をコンピュータ４６で実行する。
【００３６】
このとき、腐食ピット像４０に外接して当てはめられた外接楕円３９の楕円の長径ａと短径ｂとにより、腐食ピット像４０の大きさを定義する。すなわち、ａ／ｂが２以上であれば腐食ピット像の大きさをａ×ｂの値とし、ａ／ｂが２未満であれば、腐食ピット像４０の大きさを直径ａの値として腐食ピット像４０の大きさを定義する。
【００３７】
図５を用いて説明した腐食ピット像４０の抽出結果に外接楕円３９を当てはめてフィッティング処理した結果は、表示しようとすれば、図７の画像３８のように表示できる。図７で、フィッティングの処理をした後の画像３８と、それに隣接して、説明上画像３８の部分拡大画像を表示している。図７において、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄはサイズの異なる複数の腐食ピット像４０のものを表している。図７の画像も、必要であれば表示装置４７に表示できるようにする。
【００３８】
このように、抽出した腐食ピット像４０に外接する楕円という幾何形状を当てはめるフィッティングの処理を経て腐食ピット像４０に外接する外接楕円３９の長径ａと短径ｂを求め、その長径ａと短径ｂを先に述べた大きさの定義に合わせてその大きさをコンピュータ４６で演算するサイジングの処理を実行する。
【００３９】
コンピュータ４６で求めたサイジングの処理結果は、記憶装置４８に記憶させると共に、表示装置４７に、図８に示すように大きさ順にコンピュータ４６で分類して表形式にして表示する。
【００４０】
図８のように表示した大きさ順ごとの分類は、ａ／ｂが２.００以上の重視すべきサイズの腐食ピット像４０に対応した番号であるＮｏ.２７，３０，１３を図８の表の上側に表示し、そのａ／ｂが２.００以上の中でも長径ａが大きなものを腐食ピットの進展を判断するのに重要として上位に表して検査員の注視を促す。
【００４１】
ａ／ｂが２.００未満の腐食ピット像４０に対応した番号がＮｏ.２８，２３，４０のものは、図８の表の下位側に表示し、その中でも長径ａが大きなものほど上位に表示する。
【００４２】
そして、コンピュータ４６はａ／ｂの値が許容値２.００以上の腐食ピット像４０の数を計数して、計数結果を表示装置４７に表示すると共に記憶装置４８にその計数結果を記憶する。コンピュータ４６はその計数結果に応じた検査結果を演算して表示装置４７にその結果を表示する。
【００４３】
例えば、その計数結果が予め定めた個数を超えた場合には、コンピュータ４６はタービン翼の交換が必要などの検査結果を表示装置４７に表示させる。その計数に際しては、コンピュータ４６でａ／ｂの値が許容値２.００以上のものの数を計数し、その結果を表示装置４７に表示するが、表示装置４７に表示された図８の表を目視して検査員がａ／ｂの値が許容値２.００以上のものの数を計数しても良い。検査員による計数を行う際にも、腐食ピット像４０のサイジング結果はコンピュータ４６で予め定義した内容で大きさに応じた分類を施して表にして可視化しているので、人為的な計数間違いを起こしにくく、検査精度と検査速度を向上できる。
【００４４】
尚、腐食ピット像４０の大きさの定義は上記に限定されるものではなく、任意に決定して良いことは言うまでもないし、さらに、本実施例ではサイジングの過程で実行したフィッティング処理時に採用した幾何形状を外接楕円としたが、図９に示すように、個々の腐食ピット像４０の領域に内接円４１を当てはめる方法もあり、必要に応じ最適な幾何形状を当てはめてサイジングすることであってもよい。
【００４５】
図１の撮像ヘッド１０を用いて検査対象８であるタービン翼を広範囲に検査する際には、その撮像ヘッド１０をタービン翼の表面に沿って移動させて検査位置を変える走査を行いながら検査するということが望ましい。
【００４６】
次に、撮像ヘッド１０を走査して、タービン翼の表面全体を検査するのに適した検査システムを図１０から図１７を用いて説明する。この検査システムは、図１から図９に基づいて説明した内容に、撮像ヘッド１０の走査に適した内容を追加したものである。そのため、以下では、その追加の内容を説明し、その他の内容は図示も含めて説明を省略している。
【００４７】
図１０に示す撮像ヘッド１０内には、図示してはいないが、図１等を用いて説明したと同様な撮像装置Ｂと照明装置Ａとを備えている。その撮像ヘッド１０の外郭を構成するフレームの底部には、図１０や図１１のように、その４隅にボールプランジャ１３ａ〜１３ｄが、ボール１５の一部分がその撮像ヘッド１０の図中下方へ突き出る配置にて取り付けられている。
【００４８】
ボールプランジャ１３ａ〜１３ｄは、図１２のように、ボール１５を回転自在に、且つそのボール１５の一部分が図中の下方へ突き出るようにして収納するボールホルダ１７と、ボールホルダ１７を上下動自在に内蔵する下部開放型の筒状構造物と、その筒状構造物の内部に固定されてボールホルダ１７の上方に突き出して設けられてボール１５の可動範囲を制限するボールホルダストッパ１９と、筒状構造物の内部に設けられて筒状構造物とボールホルダ１７との間に図中の上下方向へのサスペンションとして設けられたばね１８とを有している。そして、その筒状構造物は撮像ヘッド１０の外郭を構成するフレームに固定されている。
【００４９】
このような撮像ヘッド１０をタービン翼１の凹曲面にボール１５が接触するように押し付けると、タービン翼１とボールプランジャ１３ａ〜１３ｄは、ボール１５で接する。そしてばね１８はボール１５が常に図中の下方向に押し出すようにボールホルダ１７とボール１５の間に作用している。
【００５０】
そのため、撮像ヘッド１０をタービン翼１の翼の曲面に押し当てた場合、図１３に示すように、撮像ヘッド１０は、概ねタービン翼１の翼の曲面に沿った状態で保持される。その状態で撮像ヘッド１０をタービン翼１の翼の曲面で移動させれば、ボール１５がその曲面を転がり、撮像ヘッド１０がスムーズに移動して撮像領域、即ち検査位置、を変位させるという走査をタービン翼１のその曲面で可能となる。
【００５１】
その際に、撮像方向は、概ね、該タービン翼１の面の法線方向に向くので、その法線方向からの撮像が走査しても変わらない検査方法が採用できる。撮像装置の被写界深度２０を翼の曲面のＲやボールプランジャ１３ａ〜１３ｄのボール１５のサスペンション可動範囲よりも大きくしておくことが、撮像ヘッド１０を翼の曲面に沿って走査してタービン翼１の広範囲を位置を変えながら検査するのに好ましい。
【００５２】
撮像ヘッド１０を検査員が手で持って走査する手動の場合には、撮像ヘッド１０の押し付け加減や姿勢は、検査員が調整することになるが、以下に説明する図１４から図１７のような走査機構を用いれば、走査も自動化した検査が可能である。
【００５３】
すなわち、図１の撮像ヘッドでも図１０の撮像ヘッドでも良いが、図１４に示すように、撮像ヘッド１０を電動のリニアガイド装置を用いて走査する。撮像ヘッド１０をリニアガイド装置のグラブスクリュー３０に取り付け、そのグラブスクリュー３０のシャフト２９部をリニアガイド２６に固定のリニア軸受け２８に接続して軸方向（シャフト２９の長さ方向）に可動自在とし、そのシャフト２９の端面にシャフトプレート２４を固定し、そのシャフトプレート２４とリニアガイド２６との間をばね２５で接続して、常にシャフトプレート２４をリニアガイド２６側方向へばね力で引っ張っておく。この際、撮像ヘッド１０には、常に検査対象のタービン翼１への押し付け力がばね２５の力で働く。
【００５４】
撮像ヘッド１０のグラブスクリュー３０への連結部は、ボールによる自在継手のように回転自由度があるので、図１４のように傾斜して、タービン翼１の表面に概ね沿う方向に姿勢を変化させることができる。そのため、ばね２５の力で撮像ヘッド１０をその表面に向けて押し付けると、その押し付けられた表面の曲面形状あるいは傾斜形状に対応して撮像ヘッド１０の姿勢が自動的に変化してその曲面に概ね沿うことになる。
【００５５】
そして、リニアガイド２６はシャフト２７へシャフト２７に沿って横方向に電動で移動できるように取り付けてあるので、リニアガイド２６を電動で移動させることで、自動的に走査することができ、且つ手動によることなく撮像ヘッド１０を常にタービン翼１に押し付けた状態で、撮像ヘッド１０を自動的に走査することができる。
【００５６】
図１４の構成に追加の構成を加えて、更なる自動化を進めるには、以下のように構成する。即ち、図１６に示すように、図１４の構成におけるシャフト２７，２９を水平に配置し、その内のシャフト２７の両端部を、垂直方向へガイド方向を向けた別のリニアガイド装置３３のリニアガイド３１に支持させる。リニアガイド装置３３は、そのリニアガイド３１が電動にて上下方向へ移動させることができる走査機構の構成を有する。
【００５７】
このような走査機構によれば、リニアガイド装置３３のリニアガイド３１を鉛直方向１０４へ電動駆動で移動させることで、撮像ヘッド１０を同方向へ操作することができる。また、リニアガイド２６を電動駆動で水平方向１０３へ移動させることで、撮像ヘッド１０を同方向へ走査することができる。
【００５８】
また、ばね２５は、シャフト２９をその軸方向の水平方向１０２へのサスペンションとして機能するので、撮像ヘッド１０は過不足の無いばね力でタービン翼１の検査面へ押し付けられる。その押し付け箇所の検査面の曲面形状が変化しても、その変化に追従して撮像ヘッド１０は図１６中に示す各回転方向１００，１０１とその合成方向へ回転して姿勢を変えながらそのタービン翼１表面の曲面形状に概ね沿うようにして移動できる。
【００５９】
このようにして撮像ヘッド１０を電動にて三次元的に移動させて走査すれば、手動による走査に比べて、タービン翼１の表面の広域を迅速に検査することが可能となる。
【００６０】
また、曲面の曲率が異なる、タービン翼１の表面や裏面、そしてリーディングエッジやトレーディングエッジの各部位ごとに撮像ヘッド１０に走査機構としてリニアガイド装置３３を付けた検査装置を設置して、それら各走査機構で撮像ヘッド１０を走査して検査することによってタービン翼１の表面全周を検査することが可能となる。
【００６１】
既述の各実施例における、検査の全体フローは、図１８に示すとおりである。即ち、まず照明装置と撮像装置が一体となった撮像ヘッド１０を、検査対象であるタービン翼１の表面に、撮像装置の被写界深度内に入るように対面させて検査位置に置く（ａ）。
【００６２】
次に、タービン翼１の表面を照明装置で斜めから平行光線で照明する（ｂ）。タービン翼１の表面を斜めから照明するときの仰角は、概ね５度〜３０度とする。次にタービン翼１の検査部位の曲面部分で、表面を斜めから照明することによる発生した散乱光を撮像装置で撮像する（ｃ）。その撮像する方向は、概ねタービン翼１の検査表面の法線方向とする。
【００６３】
次に、このような撮像条件にて取得した撮影画像から腐食ピット像４０をコンピュータで抽出する（ｄ）。次に、抽出された腐食ピット像４０のサイジングをコンピュータで実行する（ｅ）。そして、その腐食ピット像４０のサイジング結果をコンピュータに認識させる。次に、そのサイジングの結果から、予め決めた許容値を超えるサイズの腐食ピット像４０の個数をコンピュータで計数する（ｆ）。この計数結果又は計数結果に基づく判定又は上記ステップ（ｅ）でのサイジング結果の内の少なくとも一つの結果、あるいは複数の結果がコンピュータに接続されている表示装置４７にて表示されて可視化される。また、各ステップ（ｄ），（ｅ），（ｆ）、あるいはその中のまだ実施していないいずれかは、図１９中の連続する各ステップから外して、ステップ（ｇ）で走査終了と判断した後に、あるいは検査終了ステップ（ｉ）の後に、各走査位置での撮像データを引き継いで、各ステップ（ｄ），（ｅ），（ｆ）、あるいはその中のまだ実施していないいずれかは、引き続き実行して結果を出すようにしても良い。
【００６４】
次に、撮像ヘッド１０を新たな検査位置に移動させる必要があるか否かを検査範囲などから判断して、撮像ヘッド１０の走査を終了するか否かをコンピュータで判定する（ｇ）。走査を終了しない場合には、新たな検査位置へ撮像ヘッド１０を手動やリニアガイド装置３３などの走査機構で移動させる（ｈ）。その後は、新たな検査位置でタービン翼１表面を斜めから照明するステップ（ｂ）以降の各ステップを繰返す。走査終了と判断した場合には、走査を終了し（ｉ）、検査を終了する。
【００６５】
なお、図１９中の各ステップ（ｄ），（ｅ），（ｆ）は、他のステップと連続することなく切り離して実行しても良い。例えば、ステップ（ｃ）で撮像したデータを解析設備の整った他の場所に電送または記録メデアに収録して運び、解析設備が整った場所で各ステップ（ｄ），（ｅ），（ｆ）を実行することであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、タービン翼の腐食程度を検査する検査技術に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００６７】
１  タービン翼
４  撮像素子
５  結像レンズ
７，７ａ〜７ｄ  平行光線
８  検査対象
９  結像光線
１０  撮像ヘッド
１１ａ〜１１ｄ  バー照明
１２ａ〜１２ｄ  コリメートレンズ
１３ａ〜１３ｄ  ボールプランジャ
１５，１６  ボール
１７  ボールホルダ
１８，２５  ばね
１９  ボールホルダストッパ
２０  被写界深度
２４  シャフトプレート
２６，３１  リニアガイド
２７，２９  シャフト
２８  リニア軸受け
３０  グラブスクリュー
３９  外接楕円
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  腐食ピット像
４１  内接円
４３  照明コントローラ
４４  カメラコントローラ
４５  同期装置
４６  コンピュータ
４７  表示装置
４８  記憶装置
Ａ  照明装置
Ｂ  撮像装置
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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