JP2021165668A - Eddy current flaw detection inspection method and eddy current flaw detection inspection equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】探傷プローブに対して検査対象物を変位させる場合であっても、検査対象物の表面上のきずを高精度に判別することができる渦電流探傷検査方法及び渦電流探傷検査装置を提供すること。
【解決手段】比較見本及び検査対象物のそれぞれのリフトオフ信号を微分処理して微分信号を生成する微分信号生成工程と、前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれているか否を判定する判定工程と、前記閾値範囲外の成分をブランキングするブランキング信号を生成するブランキング信号生成工程と、前記リフトオフ信号における前記閾値範囲外の成分に対応する範囲を前記ブランキング信号によってブランキングするブランキング工程と、を有すること。
【選択図】図４PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an eddy current flaw detection inspection method and an eddy current flaw detection inspection apparatus capable of discriminating a flaw on the surface of an inspection target with high accuracy even when the inspection target is displaced with respect to a flaw detection probe. To do.
SOLUTION: A differential signal generation step of generating a differential signal by differentiating each lift-off signal of a comparative sample and an inspection object, and a determination of determining whether or not the differential signal contains a component outside the threshold range. A blanking signal generation step of generating a blanking signal for blanking a component outside the threshold range, and a blanking signal for blanking a range corresponding to a component outside the threshold range in the lift-off signal. To have a ranking process.
[Selection diagram] Fig. 4
Description
本発明は、探傷プローブを用いた渦電流探傷検査方法及び渦電流探傷検査装置に関する。 The present invention relates to an eddy current flaw detection inspection method using a flaw detection probe and an eddy current flaw detection inspection apparatus.
鋼材等の導体の表面（検査面）に生じた微小なきず等の欠陥を判別する方法として、渦電流を利用した渦電流探傷方式が、従来から知られている。当該渦電流探傷方式は、鋼材等の検査対象物に対して交流磁界を印加した際に、電磁誘導作用による当該検査対象物の表面に生じる渦電流がきずの有無によって変化することを利用し、渦電流の大きさやその変化からきずの有無を判別する方式である。 An eddy current flaw detection method using an eddy current has been conventionally known as a method for discriminating defects such as minute scratches generated on the surface (inspection surface) of a conductor such as a steel material. The eddy current flaw detection method utilizes the fact that when an alternating magnetic field is applied to an inspection object such as a steel material, the eddy current generated on the surface of the inspection object due to electromagnetic induction changes depending on the presence or absence of scratches. This is a method of determining the presence or absence of a flaw from the magnitude of the eddy current and its change.
当該渦電流探傷方式には、励磁コイル（送信コイル）、及び一対の検出コイル（受信コイル）を備える探傷プローブが使用される。このような探傷プローブを備える渦電流探傷検査装置においては、励磁コイルに流れる交流電流によって発生する磁束により検査対象物の表面及び表面近傍に渦電流を発生させ、当該検査対象物の表面のきずによる渦電流の変化によって生ずる反作用磁束の変化を検出コイルで検出して当該表面のきずの有無が判別される。例えば、表面にきずが在る検査対象物においては、当該きずを迂回するように渦電流の流れが変化するので、それによって渦電流により発生する反作用磁束にも変化が生ずる。当該反作用磁束の変化によって検出コイルに誘起される電圧も変化するため、当該検出コイルに誘起される電圧が変化することになり、当該電圧変化から検査対象物の表面のきずの有無を判別することができる。このような渦電流探傷検査装置は、例えば、特許文献１に開示されている。 In the eddy current flaw detection method, a flaw detection probe including an exciting coil (transmission coil) and a pair of detection coils (reception coil) is used. In an eddy current flaw detection inspection device provided with such a flaw detection probe, an eddy current is generated on the surface of the inspection target and in the vicinity of the surface by the magnetic flux generated by the AC current flowing through the exciting coil, and is caused by a flaw on the surface of the inspection target. The presence or absence of scratches on the surface is determined by detecting the change in the reaction magnetic flux caused by the change in the eddy current with the detection coil. For example, in an inspection object having a flaw on the surface, the flow of the eddy current changes so as to bypass the flaw, so that the reaction magnetic flux generated by the eddy current also changes. Since the voltage induced in the detection coil also changes due to the change in the reaction magnetic flux, the voltage induced in the detection coil also changes, and the presence or absence of scratches on the surface of the inspection object is determined from the voltage change. Can be done. Such an eddy current flaw detection inspection device is disclosed in, for example, Patent Document 1.
渦電流探傷方式による検査を行う際には、検査対象物を固定して探傷プローブを移動させて検査する場合と、探傷プローブを固定して検査対象物を移動させて検査する場合がある。特に、検査対象物を移動させる方法としては、検査対象物を搬送機によって搬送する方法、又は検査対象物を保持装置（チャック機構）によって保持して回転させる方法がある。 When performing an inspection by the eddy current flaw detection method, there are cases where the inspection target is fixed and the flaw detection probe is moved for inspection, and there are cases where the flaw detection probe is fixed and the inspection target is moved for inspection. In particular, as a method of moving the inspection object, there are a method of transporting the inspection object by a conveyor or a method of holding and rotating the inspection object by a holding device (chuck mechanism).
また、渦電流探傷検査装置においては、検査中における探傷プローブと検査対象物との距離（リフトオフ）が変動することがあり、その影響による検査精度の低下が問題であった。当該問題を解決するために、リフトオフの変動に伴う測定信号の変化に対する補正が行われている。特許文献２には、当該リフトオフ補正の一例が開示されている。 Further, in the eddy current flaw detection inspection device, the distance (lift-off) between the flaw detection probe and the inspection target may fluctuate during the inspection, and there is a problem that the inspection accuracy is lowered due to the influence. In order to solve this problem, corrections are made for changes in the measurement signal due to fluctuations in lift-off. Patent Document 2 discloses an example of the lift-off correction.
しかしながら、検査対象物にきずがある場合には、当該きずの影響によってリフトオフ補正の精度が低下し、検査対象物のきずの有無の判別を正確に行うことができなくなる。 However, when the inspection target has a flaw, the accuracy of the lift-off correction is lowered due to the influence of the flaw, and it becomes impossible to accurately determine the presence or absence of the flaw in the inspection target.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、探傷プローブと、きずの存在する検査対象物とのリフトオフが変動する場合であっても、きずの影響を受けない、且つリアルタイムでのリフトオフ補正を実現し、検査対象物の表面上のきずを高精度に判別することができる渦電流探傷検査方法及び渦電流探傷検査装置を提供することになる。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to prevent the influence of a flaw even when the lift-off between the flaw detection probe and the inspection object having a flaw fluctuates. We will provide an eddy current flaw detection inspection method and an eddy current flaw detection inspection device that can perform lift-off correction in real time and can discriminate flaws on the surface of an inspection object with high accuracy.
上述した目的を達成するため、本発明の渦電流探傷検査方法は、検査対象物のきずの有無を判別する際に、単一の検出コイルに誘起される電圧の時間変化を示す、比較見本及び前記検査対象物のそれぞれのリフトオフ信号を比較してリフトオフ補正をする渦電流探傷検査方法であって、前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれの前記リフトオフ信号を微分処理して微分信号を生成する微分信号生成工程と、前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれているか否を判定する判定工程と、前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれている場合に、前記閾値範囲外の成分をブランキングするブランキング信号を生成するブランキング信号生成工程と、前記リフトオフ信号における前記閾値範囲外の成分に対応する範囲を前記ブランキング信号によってブランキングするブランキング工程と、ブランキングされた状態又は前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれない状態の前記リフトオフ信号の平均値を算出する平均値算出工程と、前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれに係る前記平均値を比較して前記リフトオフ補正をするリフトオフ補正工程と、を有する。 In order to achieve the above-mentioned object, the eddy current flaw detection inspection method of the present invention shows a comparative sample and a time change of a voltage induced in a single detection coil when determining the presence or absence of a flaw in an inspection object. This is a vortex current flaw detection inspection method in which lift-off correction is performed by comparing the lift-off signals of the inspection objects, and the lift-off signals of the comparison sample and the inspection object are differentially processed to generate a differential signal. The differential signal generation step, the determination step of determining whether or not the differential signal contains a component outside the threshold range, and when the differential signal contains a component outside the threshold range, the differential signal is out of the threshold range. A blanking signal generation step of generating a blanking signal for blanking a component, and a blanking step of blanking a range corresponding to a component outside the threshold range in the lift-off signal with the blanking signal were performed. The average value calculation step of calculating the average value of the lift-off signal in the state or the state where the differential signal does not contain a component outside the threshold range is compared with the average value related to each of the comparison sample and the inspection object. It has a lift-off correction step for performing the lift-off correction.
また、本発明の渦電流探傷検査方法において、前記閾値範囲は前記比較見本及び前記検査対象物表面のきずの種類、長さ、幅、及び深さのうちの少なくとも一つに応じて設定されてもよい。 Further, in the eddy current flaw detection inspection method of the present invention, the threshold range is set according to at least one of the type, length, width, and depth of the flaws on the surface of the comparative sample and the inspection object. May be good.
更に、本発明の渦電流探傷検査方法において、前記ブランキング信号は、前記微分信号のプラス側において前記閾値範囲外の成分、及び前記微分信号のマイナス側において前記閾値範囲外の成分をブランキングするように幅及び数量が設定されてもよい。 Further, in the eddy current flaw detection inspection method of the present invention, the blanking signal blanks a component outside the threshold range on the positive side of the differential signal and a component outside the threshold range on the negative side of the differential signal. The width and quantity may be set as such.
そして、上述した目的を達成するため、本発明の渦電流探傷検査装置は、検査対象物の表面及び内部に渦電流を発生させる励磁部、及び前記渦電流の変化によって生ずる反作用磁束の変化を検出する検出部を備える探傷プローブと、前記検出部において誘起される電圧の時間変化を示すリフトオフ信号、及び事前に測定された比較見本のリフトオフ信号を比較してリフトオフ補正をする制御部と、を有し、前記制御部は、前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれの前記リフトオフ信号を微分処理して微分信号を生成し、前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれている場合に、前記リフトオフ信号における前記閾値範囲外の成分に対応する範囲をブランキングし、ブランキングされた状態又は前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれない状態の前記リフトオフ信号の平均値を算出し、前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれに係る前記平均値を比較してリフトオフ補正をする。 Then, in order to achieve the above-mentioned object, the eddy current flaw detection inspection device of the present invention detects an exciting portion that generates a vortex current on the surface and inside of the object to be inspected, and a change in the reaction magnetic flux caused by the change in the vortex current. It has a flaw detection probe provided with a detection unit, a lift-off signal indicating a time change of the voltage induced in the detection unit, and a control unit for performing lift-off correction by comparing the lift-off signal of a comparative sample measured in advance. Then, the control unit generates a differential signal by differentiating the lift-off signals of the comparative sample and the inspection target, and when the differential signal contains a component outside the threshold range, the control unit generates the differential signal. The range corresponding to the component outside the threshold range in the lift-off signal is blanked, and the average value of the lift-off signal in the blanked state or the state in which the differential signal does not include the component outside the threshold range is calculated. Lift-off correction is performed by comparing the average value of each of the comparative sample and the inspection object.
本発明に係る渦電流探傷検査方法及び渦電流探傷検査装置によれば、探傷プローブに対して検査対象物を変位させる場合であっても、検査対象物の表面上のきずをリアルタイムで高精度に判別することができる。 According to the eddy current flaw detection inspection method and the eddy current flaw detection inspection apparatus according to the present invention, even when the inspection target is displaced with respect to the flaw detection probe, the flaws on the surface of the inspection target can be accurately detected in real time. It can be determined.
以下、図面を参照し、本発明による渦電流探傷検査方法及び渦電流探傷検査装置の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による渦電流探傷検査装置及びその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略等を行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。 Hereinafter, embodiments of the eddy current flaw detection inspection method and the eddy current flaw detection inspection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, based on examples. The present invention is not limited to the contents described below, and can be arbitrarily modified and implemented without changing the gist thereof. In addition, the drawings used in the description of the examples schematically show the eddy current flaw detection inspection device and its constituent members according to the present invention, and are partially emphasized, enlarged, reduced, or omitted in order to deepen the understanding. In some cases, the scale and shape of each component may not be accurately represented. Further, the various numerical values used in the examples are all shown as examples, and can be changed in various ways as needed.
＜実施例＞
先ず、図１を参照しつつ、本実施例に係る渦電流探傷検査装置の構成について、詳細に説明する。ここで、図１は、実施例に係る渦電流探傷検査装置の構成を示すブロック図である。
<Example>
First, the configuration of the eddy current flaw detection inspection device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an eddy current flaw detection inspection device according to an embodiment.
図１に示すように、本実施例に係る渦電流探傷検査装置１０は、探傷プローブ１１、及び渦電流探傷器１２を有している。また、渦電流探傷検査装置１０は、検査する製品を回転させる回転機構（図示せず）、又は当該製品を平面上に移動させる搬送機構（図示せず）を備えていてもよい。更に、渦電流探傷検査装置１０は、探傷プローブ１１による検出結果を表示するディスプレイ等の表示部（図示せず）を備えていてもよく、検出結果を出力するための出力部（図示せず）を備えていてもよい。ここで、上記探傷プローブ１１、及び渦電流探傷器１２について説明する。
As shown in FIG. 1, the eddy current flaw
探傷プローブ１１は、検査対象物又は比較見本の表面及び内部に渦電流を発生させる励磁部として機能する励磁コイル１１ａ、並びに渦電流の変化によって生ずる反作用磁束の変化を検出する検出部として機能する第１検出コイル１１ｂ及び第２検出コイル１１ｃを備えている。すなわち、励磁コイル１１ａは、励磁電流による磁束を発生させ、それによって検査対象物又は比較見本に渦電流を発生させるための円環状のコイルである。第１検出コイル１１ｂ及び第２検出コイル１１ｃは、検査対象物又は比較見本に流れる渦電流によって発生する反作用磁束を検出するための円環状のコイルである。なお、励磁コイル１１ａ、第１検出コイル１１ｂ、及び第２検出コイル１１ｃは、探傷プローブ１１を構成する筐体部（図示せず）に取り付けられている。
The
ここで、検査対象物とは、きずの有無を実際に調査するサンプルのことである。一方、比較見本とは、検査対象物のきずの有無を高精度に調査するために、人工的にきずが形成され、検査対象物の調査の事前調査の対象となるサンプルのことである。すなわち、比較見本とは、検査対象物の調査の補正に用いられる補正データ（補正テーブル）を事前取得するためのサンプルである。 Here, the inspection target is a sample for actually investigating the presence or absence of a flaw. On the other hand, the comparative sample is a sample in which a flaw is artificially formed in order to investigate the presence or absence of a flaw in the inspection object with high accuracy, and is a target of a preliminary investigation of the inspection of the inspection object. That is, the comparative sample is a sample for pre-acquiring the correction data (correction table) used for the correction of the investigation of the inspection object.
このような構成から、本実施例に係る探傷プローブ１１の型式は、２つの検出コイルの差動成分から検査対象物のきずの有無を調査するディファレンシャル型となる。また、励磁部として機能する励磁コイル１１ａと、検出部として機能する第１検出コイル１１ｂ及び第２検出コイル１１ｃが独立しているため、本実施例に係る探傷プローブ１１の型式は相互誘導型でもある。
From such a configuration, the model of the
渦電流探傷器１２は、発振器１３、差動増幅器１４、及び制御部１５を有している。発振器１３は、励磁コイル１１ａに所望の電圧及び周波数の交流電力を供給する。例えば、発振器１３は、励磁コイル１１ａに正弦波交流波形を有する交流電力を供給する。
The eddy
差動増幅器１４は、２つの入力電圧の差分を増幅する。例えば、差動増幅器１４は、第１検出コイル１１ｂに誘起される電圧と、第２検出コイル１１ｃに誘起される電圧とを入力する。差動増幅器１４は、当該第１検出コイル１１ｂに誘起される電圧と、当該第２検出コイル１１ｃに誘起される電圧との差分を算出し、当該差分を示す差動電圧の時間変化のデータ（以下において、差動電圧データと称する）を生成する。ここで、差動増幅器１４は、検査対象物に係る差動電圧データを、検査対象物のきずの有無を調査するためのデータとして、演算部２４に送信する。
The
ここで、第１検出コイル１１ｂに誘起される電圧の時間変化のデータは、探傷プローブ１１と、検査対象物又は比較見本との距離（リフトオフ）に関するデータを示すリフトオフ信号としても扱われることになる。一方、第２検出コイル１１ｃに誘起される電圧の時間変化のデータは、両検出コイルの誘起電圧の差分を算出するために使用され、リフトオフ信号としては扱われない。
Here, the data of the time change of the voltage induced in the
制御部１５は、ハードウェア資源として、所定のプロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＭＰＵ（Micro Processing Unit））を有する。制御部１５は、第１検出コイル１１ｂに誘起される電圧、及び第２検出コイル１１ｃに誘起される電圧を利用して、検査対象物の表面に所定以上の大きさとなるきずがあるか否かを判定する。また、制御部１５は、きずの有無の判別精度を向上させるために、第１検出コイル１１ｂから供給されるリフトオフ信号を利用して、リフトオフ補正も行う。具体的な構成として、制御部１５は、リフトオフ信号処理部２１、リフトオフテーブル２２、差動電圧ピークテーブル２３、及び演算部２４を備えている。
The
リフトオフ信号処理部２１は、第１検出コイル１１ｂから供給されるリフトオフ信号（すなわち、第１検出コイル１１ｂに誘起される電圧の時間変化のデータ）について、後述する所望の処理を施し、処理後のデータをリフトオフテーブル２２に記憶し、或いは演算部２４に送信する。具体的に、リフトオフ信号処理部２１は、比較見本のリフトオフ信号の処理データをリフトオフテーブル２２に記憶し、検査対象物のリフトオフ信号の処理データを演算部２４に送信する。
The lift-off
リフトオフテーブル２２は、一般的な記憶装置に形成されたテーブルであって、比較見本に係るリフトオフ信号の処理データ（以下において、リフトオフデータとも称する）が記憶されている。特に、本実施例においては、比較見本と探傷プローブ１１との距離であるリフトオフを複数段階（例えば、５段階）に調整し、各リフトオフにおける電圧データが記憶されている。
The lift-off table 22 is a table formed in a general storage device, and stores processing data (hereinafter, also referred to as lift-off data) of a lift-off signal according to a comparative sample. In particular, in this embodiment, the lift-off, which is the distance between the comparative sample and the
差動電圧ピークテーブル２３は、一般的な記憶装置に形成されたテーブルであって、比較見本に係る上記ピーク値が記憶されている。特に、本実施例においては、比較見本と探傷プローブ１１との距離であるリフトオフを複数段階（例えば、５段階）に調整し、各リフトオフにおけるピーク値が記憶されている。
The differential voltage peak table 23 is a table formed in a general storage device, and stores the peak values related to the comparative sample. In particular, in this embodiment, the lift-off, which is the distance between the comparative sample and the
演算部２４は、検査対象物及び比較見本のリフトオフ信号を利用して、検査対象物に係る差動電圧データのリフトオフによる変動ノイズを除去し、所望のリフトオフにおけるデータに補正するとともに、検査対象物に係るピーク値を当該所望のリフトオフにおける値に補正し、リフトオフ補正を実行する。なお、当該リフトオフ補正の詳細につては、後述する。また、演算部２４は、差動増幅器１４で生成した差動電圧データからピーク値を算出し、算出したピーク値を差動電圧ピークテーブル２３に記憶する。具体的に、演算部２４は、比較見本に係るピーク値を差動電圧ピークテーブル２３に記憶する。
The
次に、図１乃至図７を参照しつつ、本実施例の特徴となるリフトオフ信号処理部２１の処理内容及びその後のリフトオフ補正について説明する。ここで、図２は、本実施例に係る渦電流探傷検査装置１０の使用状態を示す正面図であり、図３は、本実施例に係る渦電流探傷検査装置１０の使用状態を示す側面図である。また、図４は、本施例に係る渦電流探傷検査方法におけるリフトオフ信号処理のフロー図である。更に、図５及び図６は、本実施例に係る渦電流探傷検査方法におけるリフトオフ信号処理の概念図である。そして、図７は、本実施例に係る渦電流探傷検査方法におけるリフトオフ補正の概念図である。
Next, with reference to FIGS. 1 to 7, the processing content of the lift-off
本実施例においては、図２及び図３からわかるように、きずＶを表面に有する検査対象物Ｗをチャック機構である保持装置３１によって保持しつつ回転させつつ、探傷プローブ１１によってきずＶを判別する場合を想定する。このように、検査対象物Ｗを保持装置３１によって保持する際に、保持が不完全であったり、検査対象物Ｗと保持装置３１との間に異物が挟まっている場合には偏芯が生じることになり、検査対象物Ｗのリフトオフ信号及び差動電圧データに偏芯に起因するノイズ成分が含まれる。具体的に、偏芯に起因するノイズ成分は、正弦波として現れる。このような正弦波として現れるノイズ成分を除去するため準備として、以下の事前処理である補正テーブルの作成が行われる。
In this embodiment, as can be seen from FIGS. 2 and 3, the flaw V is discriminated by the
上述したように、検査対象物Ｗの検査を行う前には、所望のリフトオフに調整した状態において比較見本に関するリフトオフデータ、差動電圧データ、差動電圧のピーク値の取得が行われるため、以下に当該比較見本に関するデータ測定を説明する。 As described above, before the inspection of the inspection object W is performed, the lift-off data, the differential voltage data, and the peak value of the differential voltage related to the comparative sample are acquired in the state adjusted to the desired lift-off. The data measurement regarding the comparative sample will be described in.
先ず、リフトオフ信号処理部２１によるリフトオフ信号処理フローの前提として、比較見本を保持装置３１で保持し、比較見本と探傷プローブ１１との距離を一定に保ちつつ比較見本を回転させる。そして、励磁コイル１１ａに交流電力を供給することにより、第１検出コイル１１ｂに電圧が誘起され、当該電圧の時間変化であるリフトオフ信号がリフトオフ信号処理部２１に供給される。すなわち、比較見本に関するリフトオフ信号がリフトオフ信号処理部２１において受信されることになる（図４：ステップＳ１１、図５（ａ））。
First, as a premise of the lift-off signal processing flow by the lift-off
ここで、比較見本に関しては、保持装置３１によって正確な保持がなされているため、偏芯が生じておらず、リフトオフ信号は全体的に平坦な信号となっている。一方、比較見本には人工的なきずが形成されているため、図５（ａ）に示されるリフトオフ信号には、当該きずに伴う電圧変動（きず成分）が現れている。特に、図５（ａ）は、単一の検出コイル（すなわち、第１検出コイル１１ｂ）における電圧変動を示すため、きず成分はグラフの縦軸のプラス方向のみに電圧変動が生じている。
Here, as for the comparative sample, since the holding
次に、比較見本に関するリフトオフ信号がリフトオフ信号処理部２１において受信されると、リフトオフ信号処理部２１は、当該リフトオフ信号を微分処理して微分信号を生成する（図４：ステップＳ１２、図５（ｂ））。すなわち、微分信号生成工程が行われる。特に、本実施例においては、当該リフトオフ信号を時間で微分することにより、図５（ｂ）に示すような電圧変動の大きい成分（すなわち、きず成分）が抽出されることになる。
Next, when the lift-off signal relating to the comparative sample is received by the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、生成した微分信号中に、閾値範囲外の成分が含まれているか否かを判定する（図４：ステップＳ１３、判定工程）。ここで、閾値範囲は、所定の大きさのきずよりも大きいきずの電圧変化を抽出できるように設定されている。なお、本実施例においては、比較見本のきずに伴う電圧変化は抽出できるように、閾値範囲が設定されているが、後述するブランキング信号によって除去すべききず成分として現れるきずの深さに応じて閾値範囲を適宜調整することができる。
Next, the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、生成した微分信号中に閾値範囲外の成分が含まれている場合（図４：ステップＳ１３のＹｅｓ）、閾値範囲外の成分をブランキングするブランキング信号を生成する（図４：ステップＳ１４、図５（ｃ））。すなわち、ブランキング信号生成工程が行われる。
Next, when the generated differential signal contains a component outside the threshold range (FIG. 4: Yes in step S13), the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、リフトオフ信号における閾値範囲外の成分に対応する範囲（すなわち、図５（ａ）におけるきず成分の周辺範囲）をブランキング信号によってブランキングする（図４：ステップＳ１５、図５（ｄ））。すなわち、リフトオフ信号のきず成分を除去するブランキング工程が行われる。ブランキング信号の範囲については、きずの長さ、周期等に応じて適宜調整することができる。
Next, the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、ブランキングされた状態（図５（ｄ）の状態）のリフトオフ信号の平均値を算出する。また、リフトオフ信号処理部２１は、ステップＳ１３において微分信号に閾値範囲外の成分が含まれないと判断した場合には、微分信号に閾値範囲外の成分が含まれない状態（すなわち、きず成分を含ない）リフトオフ信号の平均値を算出する。すなわち、リフトオフ信号の平均値を算出する平均値算出工程が行われる（ステップＳ１６）。
Next, the lift-off
なお、本実施例においては、図５（ｄ）に示すように、ブランキングされた状態のリフトオフ信号は一定の電圧値となる信号であるため、当該電圧値が平均値となる。そして、リフトオフ信号処理部２１は、算出した比較見本に関する当該平均値をリフトオフテーブル２２に記憶する。
In this embodiment, as shown in FIG. 5D, since the lift-off signal in the blanked state is a signal having a constant voltage value, the voltage value is an average value. Then, the lift-off
一方、差動増幅器１４は、上述したように、比較見本に関する電圧の差分を算出し、第１検出コイル１１ｂに誘起される電圧と第２検出コイル１１ｃに誘起される電圧との差分である差動電圧データを生成する。また、演算部２４は、差動増幅器１４で生成した差動電圧データからピーク値を算出し、算出したピーク値を差動電圧ピークテーブル２３に記憶する。
On the other hand, as described above, the
そして、上述した一連の工程を他のリフトオフにおいても実施し、リフトオフの異なる比較見本に関する平均値、及びピーク値を算出して、リフトオフテーブル２２及び差動電圧ピークテーブル２３に記憶する。これにより、リフトオフ補正に必要となる補正テーブル（リフトオフテーブル２２及び差動電圧ピークテーブル２３）が完成することになる。当該補正テーブルが完成している状態において、以下に説明するような検査対象物Ｗの検査が開始されることになる。 Then, the series of steps described above is also carried out in other lift-offs, and the average value and the peak value of the comparative samples having different lift-offs are calculated and stored in the lift-off table 22 and the differential voltage peak table 23. As a result, the correction table (lift-off table 22 and differential voltage peak table 23) required for lift-off correction is completed. When the correction table is completed, the inspection of the inspection object W as described below is started.
先ず、リフトオフ信号処理部２１によるリフトオフ信号処理フローの前提として、検査対象物Ｗを保持装置３１で保持し、検査対象物Ｗを回転させる。そして、励磁コイル１１ａに交流電力を供給することにより、第１検出コイル１１ｂに電圧が誘起され、当該電圧の時間変化であるリフトオフ信号がリフトオフ信号処理部２１に供給される。すなわち、検査対象物Ｗに関するリフトオフ信号がリフトオフ信号処理部２１において受信されることになる（図４：ステップＳ１１、図６（ａ））。ここで、検査対象物Ｗに関しては、保持装置３１による保持が不十分であったとして偏芯が発生し、リフトオフ信号は全体的に正弦波となっている。一方、検査対象物ＷにはきずＶが存在するため、図６（ａ）に示されるリフトオフ信号には、当該きずに伴う電圧変動（きず成分）が現れている。特に、図６（ａ）は、単一の検出コイル（すなわち、第１検出コイル１１ｂ）における電圧変動を示すため、きず成分はグラフの縦軸のプラス方向のみに電圧変動が生じている。
First, as a premise of the lift-off signal processing flow by the lift-off
次に、検査対象物Ｗに関するリフトオフ信号がリフトオフ信号処理部２１において受信されると、リフトオフ信号処理部２１は、当該リフトオフ信号を微分処理して微分信号を生成する（図４：ステップＳ１２、図６（ｂ））。すなわち、微分信号生成工程が行われる。特に、本実施例においては、当該リフトオフ信号を時間で微分することにより、図６（ｂ）に示すような電圧変動の大きい成分（すなわち、きず成分）が抽出されることになる。
Next, when the lift-off signal regarding the inspection object W is received by the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、生成した微分信号中に、閾値範囲外の成分が含まれているか否かを判定する（図４：ステップＳ１３、判定工程）。ここで、閾値範囲は、上述したように、所定の大きさのきずよりも大きいきずの電圧変化を抽出できるように設定されている。なお、比較見本の場合と同様に、ブランキング信号によって除去すべききず成分として現れるきずの深さに応じて閾値範囲を適宜調整することができる。
Next, the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、生成した微分信号中に閾値範囲外の成分が含まれている場合（図４：ステップＳ１３のＹｅｓ）、閾値範囲外の成分をブランキングするブランキング信号を生成する（図４：ステップＳ１４、図６（ｃ））。すなわち、ブランキング信号生成工程が行われる。
Next, when the generated differential signal contains a component outside the threshold range (FIG. 4: Yes in step S13), the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、リフトオフ信号における閾値範囲外の成分に対応する範囲（すなわち、図６（ａ）におけるきず成分の周辺範囲）をブランキング信号によってブランキングする（図４：ステップＳ１５、図６（ｄ））。すなわち、リフトオフ信号のきず成分を除去するブランキング工程が行われる。特に、本実施例においては、図６（ａ）におけるきず成分の周辺が平坦化され、きずの信号が除去されていることになる。
Next, the lift-off
次に、リフトオフ信号処理部２１は、ブランキングされた状態（図６（ｄ）の状態）のリフトオフ信号の平均値を算出する。また、リフトオフ信号処理部２１は、ステップＳ１３において微分信号に閾値範囲外の成分が含まれないと判断した場合には、微分信号に閾値範囲外の成分が含まれない状態（すなわち、きず成分を含ない）リフトオフ信号の平均値を算出する。すなわち、リフトオフ信号の平均値を算出する平均値算出工程が行われる（図４：ステップＳ１６）。なお、本実施例においては、図６（ｄ）に示すように、ブランキングされた状態のリフトオフ信号は正弦波と概ね同一の信号であるため、時間ｔ＝０近傍の電圧値が平均値となる。そして、当該平均値は、演算部２４に送信されることになる。
Next, the lift-off
一方、差動増幅器１４は、上述したように、検査対象物Ｗに関する電圧の差分を算出し、第１検出コイル１１ｂに誘起される電圧と第２検出コイル１１ｃに誘起される電圧との差分である差動電圧データを生成する。差動増幅器１４は、当該差動電圧データを演算部２４に送信する。本実施例においては、図７（ａ）に示すような偏芯の成分を含む正弦波であって、きずＶの電圧変動が図６（ａ）のきず成分の位置と対応する位置に現れている。なお、図７（ａ）は、差動電圧データであるため、図６（ａ）とは異なり、グラフの縦軸のプラス方向及びマイナス方向に電圧変動が生じている。
On the other hand, the
そして、演算部２４は、検査対象物Ｗに関する差動電圧データからピーク値を算出し、当該差動電圧データ及びピーク値を差動電圧ピークテーブル２３に記憶する。
Then, the
検査対象物Ｗに関する測定データを受信した演算部２４は、リフトオフ信号処理部２１から受信する検査対象物に係る平均値と、リフトオフテーブル２２に記憶されている比較見本の平均値とを比較し、検査対象物Ｗに係る差動電圧の時間変化のデータを所望のリフトオフに対応させた信号にリフトオフ補正をする。すなわち、演算部２４は、検査対象物Ｗに係る平均値と、リフトオフテーブル２２に記憶されている比較見本の平均値との比較によって得られる所望の倍率により、検査対象物Ｗに係る差動電圧の時間変化のデータを補正し、図７（ｂ）に示すように、検査対象物Ｗに係る差動電圧データの偏芯成分を除去する。
The
また、演算部２４は、差動電圧ピークテーブル２３に記憶された比較見本に係るピーク値と、検査対象物Ｗに係るピーク値との比較結果から得られる相関関係と、リフトオフテーブル２２に記憶されている比較見本のリフトオフデータとの比較によって得られる所望の倍率とによって、検査対象物Ｗに係るピーク値を所望のリフトオフに対応した値に補正する。すなわち、図７（ａ）におけるピーク値を、上記した所望のリフトオフに対応するように補正することになる。
Further, the
以上のように、演算部２４は、検査対象物Ｗ及び比較見本のリフトオフ信号を利用して、検査対象物Ｗに係る差動電圧データの偏芯成分に係るノイズを除去し、所望のリフトオフにおけるデータに補正するとともに、検査対象物Ｗに係るピーク値を当該所望のリフトオフにおける値に補正し、リフトオフ補正を完了している（リフトオフ補正工程）。
As described above, the
その後、演算部２４は、リフトオフ補正が完了した状態の差動電圧データ中に、閾値を超える電圧値が存在するか否かを判定する。これにより、検査対象物ＷのきずＶが不良品となるきずであるか否かを判定することになる。なお、当該閾値は、検査対象物Ｗのきずの種類、検査対象物Ｗに要求される品質等に応じて、適宜変更することができる。
After that, the
以上のように、本実施例に係る渦電流探傷検査方法及び渦電流探傷検査装置１０においては、補正テーブルの一部であるリフトオフテーブル２２のデータである電圧の平均値を算出する際に、閾値範囲外のきず等のノイズ成分をブランキング信号によってリフトオフ信号から除去するため、電圧の平均値を算出する際に当該ノイズ成分の影響がなくなり、より高精度なリフトオフテーブルの作成をすることができる。また、リフトオフテーブル２２のデータと比較される検査対象物Ｗに係る平均値を算出する際にも、閾値範囲外のきず等のノイズ成分をブランキング信号によってリフトオフ信号から除去するため、電圧の平均値を算出する際に当該ノイズ成分の影響がなくなり、リフトオフテーブル２２との比較をより高精度に行うことができる。これらのことから、リフトオフ補正の精度を向上させることができ、探傷プローブ１１に対して検査対象物Ｗを変位させる場合であっても、検査対象物Ｗの表面上のきずを高精度に判別することが可能になる。
As described above, in the eddy current flaw detection inspection method and the eddy current flaw
なお、上述した実施例においては、各リフトオフ信号に対して１つのブランキング信号を使用してブランキングを行ったが、微分信号のプラス側において閾値範囲外の成分、及び微分信号のマイナス側において閾値範囲外の成分をブランキングするように、ブランキング信号の幅及び数量が適宜調整してもよい。また、ブランキング信号の幅及び数量は、検査対象物Ｗ及び比較見本の回転又は搬送速度、探傷プローブ１１の移動スピード、並びにきずの幅等の種々の要素によって適宜変更することができる。このようにすることで、電圧の平均値を算出する際に不要成分となる要素をより確実に除去することが可能になる。
In the above-described embodiment, blanking is performed using one blanking signal for each lift-off signal, but on the positive side of the differential signal, a component outside the threshold range and on the negative side of the differential signal. The width and quantity of the blanking signal may be appropriately adjusted so as to blanket the components outside the threshold range. Further, the width and quantity of the blanking signal can be appropriately changed depending on various factors such as the rotation or transport speed of the inspection object W and the comparative sample, the moving speed of the
更に、上述した実施例においては、探傷プローブ１１の型式がディファレンシャル型、及び相互誘導型であったが、これに限定されることはない。すなわち、リフトオフ補正をする際に、リフトオフ信号の平均値を使用することができる型式であれば、本願発明を適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the type of the
そして、上述した実施例においては、偏芯に起因するノイズを除去することが前提とされていたが、検査対象物Ｗを搬送機によって搬送する際のガタつきに起因するノイズ、更にその他のリフトオフ変動を除去する場合にも、本願発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, it is assumed that the noise caused by the eccentricity is removed, but the noise caused by the rattling when the inspection object W is conveyed by the conveying machine, and other lift-offs. The present invention can also be applied when the variation is removed.
１０ 渦電流探傷検査装置
１１ 探傷プローブ
１１ａ 励磁コイル（励磁部）
１１ｂ 第１検出コイル（検出部）
１１ｃ 第２検出コイル（検出部）
１２ 渦電流探傷器
１３ 発振器
１４ 差動増幅器
１５ 制御部
２１ リフトオフ信号処理部
２２ リフトオフテーブル
２３ 差動電圧ピークテーブル
２４ 演算部
３１ 保持装置
Ｖ きず
Ｗ 検査対象物
10 Eddy current flaw
11b 1st detection coil (detection unit)
11c 2nd detection coil (detection unit)
12 Eddy
Claims (4)
前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれの前記リフトオフ信号を微分処理して微分信号を生成する微分信号生成工程と、
前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれているか否を判定する判定工程と、
前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれている場合に、前記閾値範囲外の成分をブランキングするブランキング信号を生成するブランキング信号生成工程と、
前記リフトオフ信号における前記閾値範囲外の成分に対応する範囲を前記ブランキング信号によってブランキングするブランキング工程と、
ブランキングされた状態又は前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれない状態の前記リフトオフ信号の平均値を算出する平均値算出工程と、
前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれに係る前記平均値を比較して前記リフトオフ補正をするリフトオフ補正工程と、を有する渦電流探傷検査方法。 An eddy current that performs lift-off correction by comparing the lift-off signal of each of the comparative sample and the inspection target, which shows the time change of the voltage induced in a single detection coil when determining the presence or absence of a flaw in the inspection target. It is a current flaw detection inspection method,
A differential signal generation step of generating a differential signal by differentiating the lift-off signal of each of the comparative sample and the inspection object.
A determination step for determining whether or not the differential signal contains a component outside the threshold range, and
A blanking signal generation step of generating a blanking signal for blanking a component outside the threshold range when the differential signal contains a component outside the threshold range.
A blanking step of blanking a range corresponding to a component outside the threshold range in the lift-off signal by the blanking signal.
An average value calculation step for calculating the average value of the lift-off signal in a blanked state or a state in which the differential signal does not contain a component outside the threshold range.
An eddy current flaw detection inspection method comprising a lift-off correction step of comparing the average value of each of the comparative sample and the inspection object and performing the lift-off correction.
前記検出部において誘起される電圧の時間変化を示すリフトオフ信号、及び事前に測定された比較見本のリフトオフ信号を比較してリフトオフ補正をする制御部と、を有し、
前記制御部は、前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれの前記リフトオフ信号を微分処理して微分信号を生成し、前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれている場合に、前記リフトオフ信号における前記閾値範囲外の成分に対応する範囲をブランキングし、ブランキングされた状態又は前記微分信号に閾値範囲外の成分が含まれない状態の前記リフトオフ信号の平均値を算出し、前記比較見本及び前記検査対象物のそれぞれに係る前記平均値を比較してリフトオフ補正をする渦電流探傷検査装置。 A flaw detection probe including an exciting part that generates an eddy current on the surface and inside of the object to be inspected, and a detection part that detects a change in the reaction magnetic flux caused by the change in the eddy current.
It has a lift-off signal indicating a time change of the voltage induced in the detection unit, and a control unit that compares the lift-off signal of a comparative sample measured in advance and performs lift-off correction.
The control unit differentially processes the lift-off signals of the comparative sample and the inspection target to generate a differential signal, and when the differential signal contains a component outside the threshold range, the lift-off signal is generated. The range corresponding to the component outside the threshold range in the above threshold range is blanked, the average value of the lift-off signal in the blanked state or the state where the differential signal does not include the component outside the threshold range is calculated, and the comparison sample is obtained. And a vortex current flaw detection inspection device that compares the average value of each of the inspection objects and corrects the lift-off.
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