(57)【要約】      （修正有）【課題】探傷対象物を加熱し、表面温度を測定することで、探傷対象物の内部に存在する傷や剥離等の欠陥を検出する探傷システムにおいて、移動する探傷対象物であっても欠陥を検出できるようにする。【解決手段】探傷対象物の表面を加熱しＳ２、視野内を移動する加熱後の探傷対象物を撮影することで熱画像を時系列で取得するＳ３。探傷対象物の相対移動量を示すオフセットを取得しＳ４、複数の熱画像を、オフセットに基づいて定められた移動量だけ、探傷対象物の移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得するＳ５。この重ね合わせ画像を表示するとともにＳ６、このに基づいて、探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出するＳ８〜Ｓ１０。【選択図】図４
2016099296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探傷対象物の表面を加熱する加熱部と、
視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得部と、
複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得部と、
前記重ね合わせ画像を表示する表示部とを有することを特徴とする探傷システム。
【請求項２】
前記重ね合わせ画像における時間と温度の関係を示す時間−温度データをフーリエ変換することで周波数と位相の関係を示す周波数−位相データを取得し、前記周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出する探傷部を有することを特徴とする請求項１に記載の探傷システム。
【請求項３】
前記探傷部は、設定された周波数における等位相画像による位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出することを特徴とする請求項２に記載の探傷システム。
【請求項４】
探傷対象物の表面を加熱する加熱ステップと、
視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得ステップと、
複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得ステップと、
前記重ね合わせ画像を表示する表示ステップとを行うことを特徴とする探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探傷対象物の温度を測定することによって、探傷対象物の内部に生じている傷や剥離等の欠陥を検出する探傷技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
非破壊検査によって探傷対象物の内部に生じている欠陥を検出する方法の一つに赤外線サーモグラフィ法がある。この赤外線サーモグラフィ法では、熱源によって探傷対象物表面を加熱し、その後の表面温度を赤外線カメラ等で測定する。内部に欠陥が存在する場合には、内部へと伝播する熱の流れが変化するため、表面に局所的な温度変化が発生する。この温度変化を検出することで、探傷対象物の内部に生じている欠陥を検出できる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された探傷方法では、次の手順で探傷対象物（検査対象物）の欠陥を検出し、表示している。まず、探傷対象物の表面をパルス加熱し、設定時間において、設定されたサンプリング周波数で、加熱後の探傷対象物の複数の部分の表面温度を検出する。これにより、加熱してからの経過時間と表面温度との関係を示すデータをセル毎（画素毎）に取得する。表面の熱画像の変化から欠陥を検出し検査することが可能であるが、さらに、取得したデータに対してフーリエ変換を行い、周波数と位相との関係を示すデータに変換する。変換したデータについて、設定された検査周波数における位相値を求める。セル毎の位相値から位相画像を生成し、表示部で表示する。この位相画像では、探傷対象物内部の欠損の有無によって位相値が変化するので、位相画像に基づき探傷対象物内部の欠損を検出及び表示できる。そして、熱画像よりも、深い欠陥や雑音の少ない像にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４７７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された探傷方法では、静止状態の探傷対象物を対象にしている。このため、移動する探傷対象物に適用すると位相画像に乱れが生じてしまい、欠陥の検出ができないという問題があった。同様に、赤外線カメラ等の撮影部が移動する場合にも、位相画像に乱れが生じてしまうので、欠陥の検出ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮影部の視野内で探傷対象物が相対移動する場合においても、探傷対象物の内部欠陥を検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するため、本発明に係る探傷システムは、探傷対象物の表面を加熱する加熱部と、視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得部と、複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得部と、前記重ね合わせ画像を表示する表示部とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、複数の熱画像を、探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ移動させて重ね合わせている。これにより、探傷対象物が重ね合わせられた重ね合わせ画像が取得できる。そして、この重ね合わせ画像を用いているので、相対移動する探傷対象物であっても、表面や内部に存在する欠陥を検出できる。なお、この発明においてオフセットは、自動で取得してもよいし、手動で設定してもよい。
【０００９】
前述の探傷システムにおいて、前記重ね合わせ画像における時間と温度の関係を示す時間−温度データをフーリエ変換することで周波数と位相の関係を示す周波数−位相データを取得し、前記周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出する探傷部を有することことが好ましい。この探傷システムでは、周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出するので、表面から深い場所での欠陥も検出できる。
【００１０】
前述の探傷システムにおいて、前記探傷部は、設定された周波数における等位相画像による位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出することが好ましい。この探傷システムでは、周波数の設定により表面からの深さの異なる場所での欠陥を検出できる。この周波数は、任意に定めることができる。例えば、熱画像の取り込み時間と取り込みの時間間隔から決まる周波数に定めることができる。
【００１１】
また、本発明に係る探傷方法は、探傷対象物の表面を加熱する加熱ステップと、視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得ステップと、複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得ステップと、前記重ね合わせ画像を表示する表示ステップとを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮影部の視野内で探傷対象物が相対移動する場合においても、探傷対象物の内部欠陥を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、探傷システムの一例を示す概略図である。（ｂ）は、記憶部に設けられる記憶領域を説明する図である。
【図２】赤外線カメラの視野と探傷対象物の移動方向を説明する平面図である。
【図３】（ａ）は、熱画像（フレーム）とセル（画素）の関係を説明する図である。（ｂ）は、セルにおける探傷対象物の移動を模式的に説明する図である。
【図４】移動する探傷対象物に対する探傷処理を説明するフローチャートである。
【図５】探傷対象物の加熱処理を説明する図である。
【図６】熱画像の取得処理を説明する図である。
【図７】取得された熱画像（フレーム）を説明する図である。
【図８】重ね合わせ時の移動量を説明する図である。
【図９】オフセットが０．２１セルの場合の重ね合わせ例を説明する図である。
【図１０】オフセットが０．２３セルの場合の重ね合わせ例を説明する図である。
【図１１】２０枚目の熱画像を説明する図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は移動処理を行った例である。
【図１２】２００枚目の熱画像を説明する図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は移動処理を行った例である。
【図１３】４００枚目の熱画像を説明する図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は移動処理を行った例である。
【図１４】６００枚目の熱画像を説明する図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は移動処理を行った例である。
【図１５】位相画像を説明する図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は重ね合わせ処理を行った例である。
【図１６】重ね合わせ処理を行った位相画像における探傷対象物の内部欠陥を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）に示す探傷システム１０は、赤外線カメラ１１と、キセノンランプ１２と、制御装置１３とを有している。
【００１５】
赤外線カメラ１１は、被写体を撮影し、この被写体の表面から発せられる赤外線エネルギーを検出し、熱画像として視覚化するための装置である。この赤外線カメラ１１から出力された熱画像のデータは、制御装置１３に入力される。このため、赤外線カメラ１１は、制御装置１３の制御部１６と共に熱画像取得部に相当する。
【００１６】
例示した赤外線カメラ１１では、視野内の赤外線エネルギーを光学系によって集め、赤外線検出素子に入力する。赤外線検出素子では、入力された赤外線エネルギーをその強度に応じた電気信号に変換して出力する。すなわち、赤外線検出素子は、視野内をマトリクス状（行列状）に分割し、分割単位（セル）毎の電気信号を熱画像のデータとして出力する。ここで、被写体が高温であるほど、被写体の表面から発せられる赤外放射が大きくなり、赤外線検出素子から出力される電気信号の値（例えば電圧値）が大きくなる。
【００１７】
図２の平面図に示すように、画角をθ、被写体までの距離をＲ、視野をＸ、探傷対象物Ｚの移動速度をＶとし、視野における横幅方向のセル数（画素数）をＮ、赤外線カメラ１１の撮影周波数をＦとした場合を考える。この場合、視野Ｘは２×Ｒ×ｔａｎ（θ／２）で表すことができ、セルあたりの視野△はＸ／Ｎで表すことができる。また、探傷対象物Ｚの移動ピッチｐは１撮影間隔における移動量であり、Ｖ／Ｆで表すことができる。この他、本実施形態では、オフセットＳも算出している。ここで、オフセットＳとは、熱画像の取得間隔における探傷対象物Ｚの移動量を、セルの大きさを単位に示す数値であり、ｐ／△（＝Ｖ／Ｆ／△）で表される。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、赤外線カメラ１１では、セルＣがマトリクス状に配置され、かつ、温度（＝熱量）に応じた色がセルＣ毎に設定された熱画像ＦＬを、所望の撮影周波数Ｆで撮影することができる。本実施形態の赤外線カメラ１１では、例えば、横３２０セル×縦２４０セル（アスペクト比４：３）の熱画像ＦＬを、１秒あたり５０枚（撮影周波数５０Ｈｚ；０．０２秒間隔）の間隔で取得できる。なお、熱画像ＦＬを構成するセルＣの数や赤外線カメラ１１の撮影周波数Ｆについては、適宜設定できる。また、図３（ｂ）に示すように、探傷対象物Ｚの或る点Ｐが速度Ｖで移動する場合、当該点Ｐは、ｎ枚目、ｎ＋１枚目、ｎ＋２枚目・・・の熱画像ＦＬにおいて、移動ピッチｐずつ移動する。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、キセノンランプ１２は、加熱部に相当し、発光によって探傷対象物Ｚの表面を加熱する。本実施形態では、図５に符号Ｐ０で示すように、赤外線カメラ１１の視野Ｘよりも上流側に設定された加熱位置で、キセノンランプ１２による探傷対象物Ｚの加熱が行われる。
【００２０】
なお、キセノンランプ１２による発光は、探傷対象物Ｚの表面を加熱するためのものであるため、加熱部としてキセノンランプ１２以外の光源を用いてもよい。そして、キセノンランプ１２や他の光源の発光態様としては、フラッシュのような閃光であってもよいし、連続的に探傷対象物Ｚへ照射される連続光であってもよい。さらに、キセノンランプ１２の発光制御は、制御装置１３によってもよいし、手動であってもよい。
【００２１】
図１（ａ）に戻り、制御装置１３は、赤外線カメラ１１やキセノンランプ１２の動作を制御すると共に、赤外線カメラ１１からの熱画像ＦＬのデータを加工し、表示するものであり、例えばパーソナルコンピュータによって構成される。この制御装置１３は、ＣＰＵ１４や記憶部１５を有する制御部１６と、マウス、タッチパネル、及びキーボード等によって構成される入力部１７と、各種ディスプレイによって構成される表示部１８とを有している。
【００２２】
ＣＰＵ１４は、記憶部１５（プログラム記憶領域１５ａ，探傷プログラム記憶領域１５ｂ）に記憶されたコンピュータプログラムを読み込み、これらのコンピュータプログラムや入力部１７からの操作信号に従って動作する。ＣＰＵ１４の動作により、制御部１６は、赤外線カメラ１１やキセノンランプ１２の動作を制御したり、熱画像ＦＬのデータに基づく演算を行い、演算結果を表示部１８に表示させたりする。記憶部１５は、コンピュータプログラムや各種のデータを記憶する部分であり、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ランダムアクセスメモリ、及びフラッシュメモリ等の書き込み及び読み出しが可能な記憶素子が用いられる。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、記憶部１５の一部領域は、プログラム記憶領域１５ａ、探傷プログラム記憶領域１５ｂ、パラメータ記憶領域１５ｃ、熱画像記憶領域１５ｄ、重ね合わせ画像記憶領域１５ｅ、時間−温度データ記憶領域１５ｆ、周波数−位相データ記憶領域１５ｇ、及び位相画像記憶領域１５ｈとして用いられている。
【００２４】
プログラム記憶領域１５ａには、赤外線カメラ１１、キセノンランプ１２、及び制御装置１３の組を、探傷システム１０として機能させるためのコンピュータプログラムが記憶されている。探傷プログラム記憶領域１５ｂには、後述する熱画像や位相画像に基づき、判定条件を参照するなどして制御部１６に、自動的な検査及び判定を行わせるためのコンピュータプログラムが記憶されている。
【００２５】
パラメータ記憶領域１５ｃには、探傷処理において必要とされる判定条件などの各種パラメータが記憶される。例えば、被写体までの距離Ｒ、視野Ｘ、探傷対象物Ｚの移動速度Ｖ、横幅方向のセル数Ｎ、撮影周波数Ｆ、セルＣあたりの視野△、探傷対象物Ｚの移動ピッチｐ、及びオフセットＳが記憶される。また、パラメータ記憶領域１５ｃには、赤外線カメラ１１による撮影時の解像度（セルＣの数）やキセノンランプ１２の動作内容（発光時間や強度，探傷対象物Ｚの加熱条件）なども記憶される。
【００２６】
熱画像記憶領域１５ｄには、赤外線カメラ１１から出力された時系列の熱画像ＦＬが記憶される。重ね合わせ画像記憶領域１５ｅには、時系列の熱画像ＦＬをずらしながら重ねあわせた重ね合わせ画像が記憶される。時間−温度データ記憶領域１５ｆには、重ね合わせ画像について取得したセルＣ毎の時間と温度の関係を示すデータが記憶される。周波数−位相データ記憶領域１５ｇには、時間−温度データをフーリエ変換することで取得される、周波数と位相の関係を示す周波数−位相データが記憶される。位相画像記憶領域１５ｈには、周波数−位相データに基づいて生成された位相画像（設定された周波数における等位相画像による位相画像）が記憶される。
【００２７】
次に、図４のフローチャートを参照し、前述した構成を有する探傷システム１０での探傷処理について説明する。
【００２８】
この探傷システム１０では、最初にパラメータの設定処理が行われる（Ｓ１）。この設定処理では、赤外線カメラ１１による撮影時の解像度、撮影周波数Ｆ、キセノンランプ１２の動作内容等が操作者によって設定される。例えば、これらのパラメータの入力を促す画面が表示部１８に表示され、入力部１７の操作によって必要なパラメータが入力される。設定されたパラメータについては、記憶部１５のパラメータ記憶領域１５ｃに記憶される。
【００２９】
必要なパラメータが設定されたならば、探傷対象物Ｚの加熱処理が行われる（Ｓ２）。図５に示すように、この加熱処理ではキセノンランプ１２が発光される。キセノンランプ１２から光が照射されることで、所定速度Ｖで移動している探傷対象物Ｚが加熱位置Ｐ０で加熱される。本実施形態では、ステップＳ１の設定処理で設定された動作内容に従ってキセノンランプ１２が発光される。また、加熱された探傷対象物Ｚは、所定速度Ｖでの移動を継続するので、赤外線カメラ１１の視野Ｘへと進入する。なお、この加熱処理に関し、キセノンランプ１２のオンオフスイッチを操作者が手動で操作することで行ってもよい。
【００３０】
次に、熱画像ＦＬの取得及び記憶処理が行われる（Ｓ３）。図６に示すように、熱画像ＦＬの取得に際しては、赤外線カメラ１１による撮影が行われる。これにより、図３（ａ）で説明した熱画像ＦＬ、すなわち、熱量に応じた値を示すセルＣの出力で取得された、マトリクス状に配置された熱画像ＦＬが、図７に示すように時系列で取得される。これらの熱画像ＦＬにおいて、探傷対象物Ｚは、視野Ｘ内を移動方向へ移動する。また、赤外線カメラ１１から出力された熱画像ＦＬが、記憶部１５の熱画像記憶領域１５ｄに記憶される。なお、撮影の終了タイミングに関し、操作者による入力部１７への操作によって終了させてもよいし、予め定めた撮影時間の経過を条件に撮影を終了させてもよい。
【００３１】
熱画像ＦＬが記憶されたならば、オフセットＳの取得及び記憶処理が行われる（Ｓ４）。すなわち、制御部１６は、時系列の熱画像ＦＬから探傷対象物Ｚの移動速度Ｖを取得し、撮影周波数Ｆで除算することで、探傷対象物Ｚの移動ピッチｐを取得する。さらに、制御部１６は、取得した移動ピッチｐをセルＣあたりの視野△で除算することでオフセットＳを取得する。このように、オフセットＳの取得処理を行う制御部１６は、オフセット取得部に相当する。
【００３２】
なお、探傷対象物Ｚの移動速度Ｖは、種々の方法で取得できる。例えば、制御部１６に、撮影タイミングの異なる複数枚の熱画像ＦＬを参照させ、探傷対象物Ｚのエッジといった特徴点について、その移動量を算出させることでも取得できる。また、探傷対象物Ｚの移動速度Ｖが予め判っている場合には、パラメータの設定処理（Ｓ１）で、操作者に移動速度Ｖを入力させてもよい。そして、取得したオフセットＳについては、記憶部１５のパラメータ記憶領域１５ｃに記憶される。
【００３３】
次に、重ね合わせ画像の取得及び記憶処理が行われる（Ｓ５）。この処理は、制御部１６によって行われる。このため、制御部１６は、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得部に相当する。
【００３４】
重ね合わせ画像の取得は、撮影タイミングの異なる複数枚の熱画像ＦＬを、セル単位で移動させることで生成される。図８に示すように、ある熱画像ＦＬにおいて、Ｍ＝１のセルＣにおけるＸ方向の中間点（△／２）である位置Ｐ１の仮想点が、ｎフレーム後の熱画像ＦＬにおいてＭ＝５のセルＣにおける位置Ｐ２まで移動した場合を例に挙げて説明する。この仮想点は、熱画像ＦＬのフレーム毎にピッチｐだけＸ方向に移動する。そして、ｎフレーム後には、位置Ｐ２まで移動しているので、仮想点の総移動量はｐ×（ｎ−１）になる。ここで、セルのＸ方向の大きさは△である。そこで、ｎの値を１、２、３・・・と１つずつ増やしながら、ｐ×（ｎ−１）／△＋０．５の演算を行い、演算結果が整数を越える毎に、当該熱画像ＦＬを当該整数セル分だけＸ方向とは反対側へ移動させることで、重ね合わせ画像を取得している。なお、オフセットＳを用い、Ｓ×（ｎ−１）＋０．５が整数を越える毎に、当該熱画像ＦＬを整数セル分だけＸ方向とは反対側へ移動させてもよい。
【００３５】
この重ね合わせ処理について、具体例を挙げて説明する。図９は、第１具体例を示す図である。第１具体例では、撮影周波数Ｆが５０Ｈｚ（熱画像ＦＬの撮影間隔１／Ｆで０．０２秒）、オフセットＳが０．２１セルである。なお、この第１具体例において、符号ΣＳで示す数値はＳ×（ｎ−１）の計算結果である。
【００３６】
第１具体例において、１〜２枚目の熱画像ＦＬについては、ΣＳ＋０．５の演算結果、すなわちＳ×（ｎ−１）＋０．５の演算結果が１未満であるため、移動せずに重ね合わせる。また、３〜７枚目の熱画像ＦＬについては、ΣＳ＋０．５の演算結果が１以上２未満であるため、探傷対象物Ｚの移動方向とは反対方向へ１セル分移動させて重ね合わせる。同様に、８〜１１枚目の熱画像ＦＬについてはΣＳ＋０．５の演算結果が２以上３未満であるため、探傷対象物Ｚの移動方向とは反対方向へ２セル分移動させて重ね合わせる。他の熱画像ＦＬについても同様であり、１２〜１６枚目の熱画像ＦＬについては３セル分移動させ、１７〜２１枚目の熱画像ＦＬについては４セル分移動させて重ね合わせる。
【００３７】
図１０は、第２具体例を示す図である。第２具体例では、撮影周波数Ｆが５０Ｈｚ（１／Ｆで０．０２秒）、オフセットＳが０．２３セルである。第２具体例において、１〜２枚目の熱画像ＦＬについては移動せずに重ね合わせる。また、３〜６枚目の熱画像ＦＬについては探傷対象物Ｚの移動方向へ１セル分移動させて重ね合わせる。同様に、７〜１０枚目の熱画像ＦＬについては３セル分移動させ、１１〜１５枚目の熱画像ＦＬについては３セル分、１６〜１９枚目の熱画像ＦＬについては４セル分移動させて重ね合わせる。
【００３８】
そして、これらの第１具体例及び第２具体例の何れでも、重ね合わせ画像に基づく解析が可能であった。実験的には、少なくともオフセットＳが０．２１セル〜０．２５セルの範囲において、重ね合わせ画像に基づく解析が可能であった。このように、オフセットＳに関して幅がある理由は、ある点における熱の影響がその周囲に及んでいるからと考えられる。このように、使用可能なオフセットＳの値に幅があることから、Ｘ方向に移動中の探傷対象物Ｚに関し、図２に符号Ｒで示す赤外線カメラ１１までの距離が多少変化しても、重ね合わせ画像に基づく解析が可能となる。これは、Ｘ方向についてみれば、オフセットＳやピッチｐが多少変動するためだからである。
【００３９】
図１１〜図１４は、熱画像ＦＬの移動処理を説明する図であり、図１１は１０００枚撮影したうちの２０番目の熱画像ＦＬを示し、図１２は同じく２００番目の熱画像ＦＬを示している。同様に、図１３は４００番目の熱画像ＦＬを示し、図１４は６００番目の熱画像ＦＬを示している。そして、これらの図において、（ａ）は移動処理を行わない比較例であり、（ｂ）は移動処理を行った例（実施例）である。
【００４０】
図１１（ａ）〜図１４（ａ）から明らかなように移動処理を行わない比較例では、探傷対象物Ｚが次第に図の右側に移動していることが判る。これに対し、図１１（ｂ）〜図１４（ｂ）に示すように移動処理を行った例では、探傷対象物Ｚが熱画像ＦＬにおける左側に固定されていることが判る。
【００４１】
図４のフローチャートに戻り、重ね合わせ画像が記憶されたならば、制御部１６は、この重ね合わせ画像（熱画像）を表示部１８に表示させる（Ｓ６）。これにより、探傷システム１０の操作者等は、探傷対象物Ｚの蓄熱状態を表示部１８で視認できる。
【００４２】
次に、重ね合わせ画像に基づいて、前記探傷対象物Ｚの内部に存在する欠陥を検出するための一連の処理（探傷処理）が行われる。この探傷処理は、次に説明するＳ７〜Ｓ１０の処理からなっている。これらの処理において、制御部１６は、探傷対象物Ｚの内部に存在する欠陥を検出する探傷部に相当する。
【００４３】
この探傷処理では、まず時間−温度データの記憶処理が行われる（Ｓ７）。この処理において制御部１６は、重ね合わせ画像記憶領域１５ｅから重ね合わせ画像を読み出し、画像を構成するセルＣのそれぞれについて、時間と温度の関係を取得する。そして、全てのセルＣに対する時間と温度の関係を示すデータを、時間−温度データとして記憶部１５の時間−温度データ記憶領域１５ｆに記憶する。
【００４４】
次に、時間−温度データに対してフーリエ変換が行われる（Ｓ８）。このフーリエ変換により、時間−温度データが、周波数と位相との関係を示す周波数−位相データに変換される。このフーリエ変換は、制御部１６によって行われる。従って、制御部１６は、データ変換部に相当する。本実施形態における時間−温度データは離散的であるため、離散フーリエ変換を行っている。
【００４５】
離散フーリエ変換は、次式（１），（２）に従って行われる。
【数１】
2016099296.tif 000003
【００４６】
ここで、Ｆｎは、サンプリング周波数ｆｓを取得データ数ＤＮの２倍で割った値のｎ倍の周波数における変換結果（周波数成分、複素強度）を表す。Ｒｅｎは、変換結果の実部を表し、Ｉｍｎは、変換結果の虚部を表す。Ｔは、ｋ番目のサンプリングの温度である。Ａｎは、変換結果の強度を表す。離散フーリエ変換では、サンプリング周波数と取得データ数によって、変換後の周波数の範囲が決まる。変換後の周波数の最小値ｆｍｉｎと、最大値ｆｍａｘは、サンプリング周波数ｆｓと、取得データ数ＤＮを用いて、次式（３），（４）のように表される。
【数２】
2016099296.tif 000004
【００４７】
以上のフーリエ変換によって得られた位相−周波数データ、変換後の周波数の最小値ｆｍｉｎ及び最大値ｆｍａｘの各データは、記憶部１５の周波数−位相データ記憶領域１５ｇに記憶される。その後、位相画像の生成及び記憶が行われる（Ｓ９）。位相画像の生成処理では、検査周波数が、前述の最小値ｆｍｉｎ以上であって最大値ｆｍａｘ以下である、離散的な任意の周波数に定められ、定められた検査周波数の位相値を用いて位相画像が生成される。
【００４８】
位相画像の生成処理において、ｆｍｉｎ＝１／Ｔ、２／Ｔ、３／Ｔ・・・ｆｓ／２（＝Ｎ／２Ｔ）の間の１／Ｔ毎の周波数で計算されるデータ数ＤＮとすると、ｆｍａｘ＝ｆ／２（＝（Ｎ／２）／Ｔとなり、取得した熱画像ＦＬを構成するセルＣの数Ｎの半数の位相画像が生成される。
【００４９】
なお、検査周波数は、最小値ｆｍｉｎ以上であって最大値ｆｍａｘ以下の範囲であれば、任意に定めることができる。例えば、熱画像の取り込み時間と取り込みの時間間隔から決まる周波数に定めることができる。
【００５０】
また、位相画像の生成は、制御部１６によって行われる。このため、制御部１６は、位相画像生成部に相当する。そして、生成された位相画像については、記憶部１５の位相画像記憶領域１５ｈに記憶される。また、検査周波数を変化させることで、表面からの深さが異なる内部の状態が確認できる。この検査周波数の設定は、入力部１７を介して操作者によって行うことができる。
【００５１】
位相画像が生成され記憶されたならば、位相画像及び検査結果が表示される（Ｓ１０）。この表示処理では、位相画像記憶領域１５ｈに記憶された位相画像が制御部１６に読み出され、映像信号に変換されて表示部１８に表示される。ここで、図１５は表示部１８に表示される位相画像を説明する図である。そして、（ａ）は重ね合わせ処理を行っていない比較例の位相画像であり、（ｂ）は重ね合わせ処理を行った例の位相画像である。図１５（ａ）に示すように、比較例では幅方向に流れたパターンの位相画像になっていることが判る。これに対し、図１５（ｂ）に示すように、重ね合わせ処理を行うことで、探傷対象物Ｚが明瞭に視認できることが判る。さらに、図１６に拡大して示すように、重ね合わせ処理を行うことで、探傷対象物Ｚの内部欠損が、位相画像において明確に視認できていることが判る。そして、表示部１８には、検査結果もあわせて表示される。
【００５２】
以上の説明から判るように、本実施形態の探傷システム１０では、探傷対象物Ｚの表面を加熱する加熱ステップ（Ｓ２）と、視野内を移動する加熱後の探傷対象物Ｚを撮影することで、熱量に応じた値を示すセルＣからなる熱画像ＦＬを時系列で取得する熱画像ＦＬ取得ステップ（Ｓ３）と、探傷対象物Ｚの相対移動量を示すオフセットを取得するオフセット取得ステップ（Ｓ４）と、複数の熱画像ＦＬを、オフセットに基づいて定められた移動量だけ、熱画像ＦＬの幅方向（探傷対象物Ｚの移動方向）へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得ステップ（Ｓ５）と、前記重ね合わせ画像を表示する表示ステップ（Ｓ６）とからなる探傷方法を実現できる。
【００５３】
この探傷方法では、探傷対象物Ｚが同じ位置で重ね合わせられた重ね合わせ画像が取得できるので、視野内で探傷対象物Ｚが移動する場合においても、探傷対象物Ｚの熱画像を表示部１８で表示でき、探傷対象物Ｚの内部に存在する欠陥を認識できる。この探傷方法は、量産品の移動しつつある物体の個別検査に対して適しており、カメラ視野内を移動する時間で、熱画像を取り込み、検査することができる。また、大きな欠陥を速やかに検出する際に有用である。特に、航空機のような大型で大面積な探傷対象については、大きな欠陥を移動しながら検査することへの適用は有用である。
【００５４】
また、この探傷システム１０では、重ね合わせ画像における時間と温度の関係を示す時間−温度データをフーリエ変換することで周波数と位相の関係を示す周波数−位相データを取得している。そして、周波数−位相データに基づいて生成された位相画像（設定された周波数における等位相画像による位相画像）に基づいて、探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出している。この探傷システムでは、周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出するので、表面から深い場所での欠陥も検出できる（Ｓ７〜Ｓ１０）。
【００５５】
また、この探傷システム１０において、制御部１８（探傷部）は、設定された周波数における等位相画像による位相画像に基づいて、探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出する。この探傷システム１０では、周波数の設定により表面からの深さの異なる場所での欠陥を検出できる。この周波数は、任意に定めることができる。例えば、熱画像の取り込み時間と取り込みの時間間隔から決まる周波数に定めることができる。
【００５６】
加えて、この探傷システム１０では、重ね合わせ画像（熱画像）及び位相画像から判定条件を参照して自動的に検査及び判定を行っていたが、この構成に限られない。例えば、重ね合わせ画像に基づく判断を、探傷システム１０の操作者等に委ねてもよい。
【００５７】
また、探傷システム１０では、視野内における探傷対象物Ｚの移動速度、視野に対応するセルＣの数、及び撮影周波数Ｆに基づき、オフセットＳを取得しているので、オフセットＳの取得を自動化できる。なお、オフセットＳの数値に幅があることから理解できるように、視野内における探傷対象物Ｚの移動速度はある程度の誤差が許容される。実験的には、１０％〜１５％くらいまでの誤差が許容されているので、この移動速度を画像処理によって取得してもよい。また、探傷対象物Ｚの移動速度については、別途移動速度検出を行ってもよい。
【００５８】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。
【００５９】
前述の実施形態では、赤外線カメラ１１が固定されており、探傷対象物Ｚが赤外線カメラ１１の視野Ｘ内を幅方向へ移動する場合を例に挙げて説明したが、この構成に限定されるものではない。固定された探傷対象物Ｚに対して、赤外線カメラ１１を移動させてもよい。
【００６０】
前述の実施形態では、探傷対象物ＺがＸ方向（熱画像ＦＬの横方向）に移動する場合について説明したが、探傷対象物ＺがＹ方向（熱画像ＦＬの縦方向）に移動する場合についても同様に適用できる。加えて、探傷対象物ＺがＸ方向とＹ方向のそれぞれ（熱画像ＦＬの斜め方向）に移動する場合についても同様に適用できる。
【００６１】
前述の実施形態では、１つのセルＣに対して、時間−温度データや周波数−位相データを取得していたが、この構成に限らない。例えば、複数セルＣの平均値で周波数−位相データを取得してもよい。
【００６２】
前述の実施形態では、周波数−位相データに基づいて位相画像を取得し、位相画像によって探傷対象物Ｚの内部に存在する傷を探していたが、この構成に限らない。例えば、重ね合わせ画像における時間−温度データから直接、探傷対象物Ｚの内部に存在する欠損を検出してもよい。
【００６３】
前述の実施形態では、自動で取得したオフセットＳを用いていたが、別途求めたオフセットＳをパラメータの設定処理（Ｓ１）で入力するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０…探傷システム，１１…赤外線カメラ，１２…キセノンランプ，１３…制御装置，１４…ＣＰＵ，１５…記憶部，１５ａ…プログラム記憶領域，１５ｃ…パラメータ記憶領域，１５ｄ…熱画像記憶領域，１５ｅ…重ね合わせ画像記憶領域，１５ｆ…時間−温度データ記憶領域，１５ｇ…周波数データ−位相記憶領域，１５ｈ…位相画像記憶領域，１６…制御部，１７…入力部，１８…表示部，θ…赤外線カメラの画角，Ｘ…赤外線カメラのＸ方向の視野，Ｆ…赤外線カメラの撮影周波数，Ｎ…視野における横幅方向のセル数（画素数），△…セルあたりの視野，Ｒ…赤外線カメラから被写体までの距離，ＦＬ…熱画像，Ｃ…熱画像を構成するセル，Ｚ…探傷対象物，Ｖ…探傷対象物の移動速度，ｐ…探傷対象物の移動ピッチ，Ｐ…探傷対象物の或る点，Ｓ…オフセット
【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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