特許ウォッチ

公開番号2024011106
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-25
出願番号2022112835
出願日2022-07-14
発明の名称超音波励起サーモグラフィ非破壊検査における定在波起因の発熱低減方法、そのシステム及びそのプログラム
出願人株式会社KJTD,国立大学法人徳島大学
代理人個人
主分類G01N 25/72 20060101AFI20240118BHJP(測定;試験)
要約【課題】被検材の内部不良を超音波振動による加振にて発熱させて、サーモグラフィの温度変化にて当該内部不良を調べる探傷方法において、発生する定在波の映り込みを抑制する。
【解決手段】本願発明では、被検材mに対する赤外線カメラ21の撮影位置を一定とし、複数の加振位置において振動子12により加振を行うものとし、コンピュータ3により各加振にて取得した時系列の複数の温度分布データについて初期フレームの後続のフレームの温度分布データを当該初期フレームのデータで差分し、上記各組間で、撮影開始からの経過時間が対応する上記差分のデータを平均することで、定在波の映り込みを低減させ、内部不良を明瞭にする。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により、前記被検材の内部不良を加熱させ、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像について温度変化を観察することで、被検材全体又は被検材の特定の領域における、内部不良を調べる探傷方法について、
被検材に対し前記画像を取得する撮影位置と前記超音波振動の周波数を一定とし、前記超音波振動を加えて、前記撮影開始からの経過時間の異なる２フレーム以上の前記画像を撮影し、前記撮影開始最初の前記画像を初期画像とし、少なくとも前記初期画像の後に撮影した他の前記画像について、前記初期画像に対する温度変化量の分布を算出するものであり、
前記撮影開始は前記加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、
前記被検材に対し互いに異なる複数の加振位置にて超音波振動を前記被検材へ加え、複数の前記加振位置夫々での超音波振動による各撮影にて、複数の前記初期画像と複数の前記他の画像の夫々を取得するものであり、複数の前記他の画像は前記加振後に取得するものであり、複数の前記他の画像同士間において前記撮影開始からの経過時間を対応し合うものとし、
前記加振位置毎に前記温度変化量の分布を算出して得た複数の前記温度変化量の分布について平均した、平均変化量の分布から、前記内部不良を調べる探傷方法。
続きを表示（約 6,200 文字）【請求項２】
被検材に対し異なる複数の前記加振位置の少なくとも一部の加振位置において、前記超音波振動の周波数を変更して加振することで取得した前記画像から周波数変更温度変化量の分布として１つ又は複数の前記温度変化量の分布を算出し、前記平均において、前記周波数変更温度変化量の分布の夫々も加算して前記平均を行う請求項１記載の探傷方法。
【請求項３】
被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により、前記被検材の内部不良を加熱させ、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像にて温度変化を観察することで、被検材全体又は被検材の特定の領域における、内部不良を調べる探傷方法について、
被検材に対し前記画像を取得する撮影位置と前記加振を行う加振位置の双方を一定とし、前記撮影開始からの経過時間の異なる２フレーム以上の前記画像を撮影し、前記撮影開始最初の前記画像を初期画像とし、少なくとも前記初期画像の後に撮影した他の前記画像について、前記初期画像に対する温度変化量の分布を算出するものであり、
前記撮影開始は前記加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、
前記被検材に対し互いに異なる複数の周波数の超音波振動を加え、複数の前記異なる周波数夫々での超音波振動による各撮影にて、複数の前記初期画像と複数の前記他の画像の夫々を取得するものであり、複数の前記他の画像は前記加振後に取得するものであり、取得する複数の前記他の画像同士間において前記撮影開始からの経過時間が対応し合うものとし、前記周波数毎に前記温度変化量の分布を算出して得た複数の前記温度変化量の分布について平均した、平均変化量の分布から、前記内部不良を調べる探傷方法。
【請求項４】
前記周波数及び前記加振位置を一定とする個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の画像群を撮影し、撮影した前記初期画像に対する少なくとも複数の前記他の画像夫々の温度変化量の分布を算出し時系列の複数の前記温度変化量の分布を１組の温度変化量の分布群とするものであり、
被検材に対し互いに異なる複数の加振位置にて前記超音波振動を前記被検材へ加えて行う各撮影で得た複数組の前記画像群から、加振位置の異なる複数組の前記温度変化量の分布群を算出し、
複数組の前記温度変化量の分布群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布を平均し、次の第１観察対象と第２観察対象の少なくとも何れか１つを観察対象として前記内部不良を調べる請求項１又は２に記載の探傷方法。
第１観察対象：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量の分布から選択した少なくとも１つの平均変化量の分布
第２観察対象：時系列の前記複数の平均変化量の分布をフーリエ変換することによって取得した位相画像
【請求項５】
前記周波数及び前記加振位置を一定とする個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の画像群を撮影し、撮影した前記初期画像に対する少なくとも複数の前記他の画像夫々の温度変化量の分布を算出し時系列の複数の前記温度変化量の分布を１組の温度変化量の分布群とするものであり、
被検材に対し互いに異なる複数の周波数の超音波振動を被検材へ加えて、周波数の異なる複数組の前記温度変化量の分布群を算出し、
複数組の前記温度変化量の分布群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布を平均し、次の第１観察対象と第２観察対象の少なくとも何れか1つを観察対象として前記内部不良を調べる請求項３記載の探傷方法。
第１観察対象：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量の分布から選択した少なくとも１つの平均温度変化量の分布
第２観察対象：時系列の前記複数の平均変化量の分布をフーリエ変換することによって取得した位相画像
【請求項６】
被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により前記被検材の内部不良を加熱させる加振部と、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像データへ変換可能な温度分布データを２フレーム以上連続撮影できる撮影部とを備え、前記撮影部は、赤外線を感知する複数の素子を備えた熱感知カメラ等の熱感知部を有し、前記熱感知部で捉えた前記被検材表面の前記温度分布データの温度変化から前記被検材の内部不良を調べることを可能とする探傷システムであって、
前記温度分布データ中、前記加振にて前記被検材に生じた定在波に起因する温度変化の映り込みにより前記内部不良の識別が阻害されるのを抑制する内部不良明瞭化機構を備えるものであり、
前記内部不良明瞭化機構は、前記被検材の表面の互いに異なる複数箇所の加振位置に前記振動部を配置することにより前記撮影部に前記加振位置を異にする複数の前記連続撮影を可能せしめる配置具と、前記熱感知部にて取得した前記２フレーム以上の温度分布データ間の温度変化量の分布データを算出すると共に前記複数の加振位置について取得した前記温度分布データから算出した複数の前記温度変化量の分布データを平均して平均変化量分布データを算出するデータ処理部と、出力部と、制御部とにて構成され、少なくとも前記データ処理部と前記出力部と前記制御部は、コンピュータと前記コンピュータへ導入された探傷プログラムとにて構築されたものであり、
前記配置具は、少なくとも前記撮影時に前記振動部を前記被検査材へ当接した状態にでき、前記配置具は、前記被検材に対する前記振動部の着脱又は移動により前記振動部の加振位置を順次変更して異なる複数の加振位置への前記配置を可能とするものであるか或いは前記振動部を複数異なる加振位置へ同時に配置することができるものであり、
前記制御部は、前記撮影部による撮影開始を、前記加振部による加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、
前記撮影部は、前記経過時間と直接又は間接的に関連付けて前記撮影にて取得した温度分布データを前記データ処理部へ入力するものであり、
前記制御部は、前記熱感知部から前記データ処理部に入力された、前記撮影開始の即ち第１フレームの前記温度分布データを初期温度分布データとして、少なくとも前記初期温度分布データよりも後の加振後に撮影された他の前記温度分布データについて前記初期温度分布データに対する温度変化量の分布を前記温度変化量の分布データとして前記データ処理部へ算出させるものであり、
更に前記制御部は、前記加振位置を複数とすることで取得した複数の前記他の温度分布データ同士間において前記撮影開始からの経過時間を対応し合うものとし、複数の前記温度変化量の分布データについての平均を、前記平均変化量分布データとして前記データ処理部へ、算出させるものであり、
前記出力部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に、前記平均変化量分布データと、前記平均変化量分布データに基づくデータと、前記制御部が前記データ処理部に判定させた内部不良の弁別結果に関するデータの、少なくとも何れか１つを出力することができ、
前記出力部は、出力するデータを、オペレータへ表示することができるディスプレイと、印刷することができる印刷装置と、他のコンピュータや映像機器にて再生可能な記録媒体へ記録する記録装置の、少なくとも何れか１つを備える探傷システム。
【請求項７】
前記加振部は、被検材に対し異なる複数の前記加振位置に配置された前記振動部の少なくとも一部において、前記超音波振動の周波数を変更して加振することができ、前記制御部は、変更して加振することで取得した温度分布データから周波数変更温度変化量の分布データとして１つ又は複数の前記温度変化量の分布データを前記データ処理部へ算出させ、
前記制御部は、前記平均において、前記データ処理部へ、前記周波数変更温度変化量の分布データの夫々も加算させて前記平均温度変化量の分布データを算出させる請求項６記載の探傷システム。
【請求項８】
被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により前記被検材の内部不良を加熱させる加振部と、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像データへ変換可能な温度分布データを２フレーム以上連続撮影できる撮影部とを備え、前記撮影部は、赤外線を感知する複数の素子を備えた熱感知カメラ等の熱感知部を有し、前記熱感知部で捉えた前記被検材表面の前記温度分布データの温度変化から前記被検材の内部不良を調べることを可能とする探傷システムであって、
少なくとも前記撮影時に前記振動部を前記被検査材へ当接した状態に配置することができる配置具と、前記温度分布データ中、前記加振にて前記被検材に生じた定在波に起因する温度変化の映り込みにより前記内部不良の識別が阻害されるのを抑制する内部不良明瞭化機構とを備えるものであり、
前記内部不良明瞭化機構は、前記加振部を前記振動部の超音波振動の周波数を変更することで前記連続撮影毎に異なる周波数の超音波振動で前記加振を行うことができ、前記熱感知部にて取得した前記２フレーム以上の温度分布データ間の温度変化量の分布データを算出すると共に前記異なる周波数による複数の撮影について取得した前記温度分布データから算出した複数の複数の前記温度変化量の分布データを平均して平均変化量分布データを算出するデータ処理部と、出力部と、制御部とにて構成され、少なくとも前記データ処理部と前記出力部と前記制御部は、コンピュータと前記コンピュータへ導入された探傷プログラムとにて構築されたものであり、
前記制御部は、前記撮影部による撮影開始を、前記加振部による加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、
前記撮影部は、前記経過時間と直接又は間接的に関連付けて前記撮影にて取得した温度分布データを前記データ処理部へ入力するものであり、
前記制御部は、前記熱感知部から前記データ処理部に入力された、前記撮影開始の即ち第１フレームの前記温度分布データを初期温度分布データとして、少なくとも前記初期温度分布データよりも後の加振後に撮影された他の前記温度分布データについて前記初期温度分布データに対する温度変化量の分布を前記温度変化量の分布データとして前記データ処理部へ算出させるものであり、
更に前記制御部は、前記周波数を複数とすることで取得した複数の前記他の温度分布データ同士間において前記撮影開始からの経過時間を対応し合うものとし、複数の前記温度変化量の分布データについての平均を、前記平均変化量分布データとして前記データ処理部へ、算出させるものであり、
前記出力部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に、前記平均変化量分布データと、前記平均変化量分布データに基づくデータと、前記制御部が前記データ処理部に判定させた内部不良の弁別結果に関するデータの、少なくとも何れか１つを出力することができ、
前記出力部は、出力するデータを、オペレータへ表示することができるディスプレイと、印刷することができる印刷装置と、他のコンピュータや映像機器にて再生可能な記録媒体へ記録する記録装置の、少なくとも何れか１つを備える探傷システム。
【請求項９】
前記撮影部は、前記周波数及び前記加振位置を一定として行う個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の前記温度分布データ群を撮影するものであり、前記制御部は、前記データ処理部に、撮影した前記初期温度分布データに対する少なくとも複数の前記他の温度分布データ夫々の温度変化量の分布データを算出させて時系列の複数の前記温度変化量の分布データを１組の温度変化量の分布データ群として取得させるものであり、
前記制御部は、前記データ処理部へ、被検材に対し互いに異なる複数の加振位置にて前記超音波振動を前記被検材へ加えて行う各撮影で得た複数組の前記温度分布データ群から、加振位置の異なる複数組の前記温度変化量の分布データ群を算出させ、
複数組の前記温度変化量の分布データ群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布データを平均させて前記平均変化量分布データとして算出させ、
更に制御部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に次の第１データと第２データの少なくとも何れか１つを、前記平均変化量分布データに基づくデータとして、前記出力部へ出力させることができる請求項６又は７記載の探傷システム。
第１データ：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量分布データからオペレータの操作にて選択された又は予め設定された前記撮影開始からの所定の経過時間に対応する、少なくとも１つの平均変化量分布データ
第２データ：時系列の前記複数の平均変化量分布データを前記データ処理部にてフーリエ変換することにより取得した位相分布データ
【請求項１０】
前記撮影部は、前記周波数及び前記加振位置を一定として行う個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の前記温度分布データ群を撮影するものであり、前記制御部は、前記データ処理部に、撮影した前記初期温度分布データに対する少なくとも複数の前記他の温度分布データ夫々の温度変化量の分布データを算出させて時系列の複数の前記温度変化量の分布データを１組の温度変化量の分布データ群として取得させるものであり、
前記制御部は、前記データ処理部へ、被検材に対し互いに異なる複数の周波数の前記超音波振動を前記被検材へ加えて行う各撮影で得た複数組の前記温度分布データ群から、周波数の異なる複数組の前記温度変化量の分布データ群を算出させ、
複数組の前記温度変化量の分布データ群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布データを平均させて前記平均変化量分布データとして算出させ、
更に制御部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に次の第１データと第２データの少なくとも何れか１つを、前記平均変化量分布データに基づくデータとして、前記出力部へ出力させることができる請求項８記載の探傷システム。
第１データ：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量分布データからオペレータの操作にて選択された又は予め設定された前記撮影開始からの所定の経過時間に対応する、少なくとも１つの平均変化量分布データ
第２データ：時系列の前記複数の平均変化量分布データを前記データ処理部にてフーリエ変換することにより取得した位相分布データ
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、超音波励起サーモグラフィ非破壊検査における定在波起因の発熱低減方法、そのシステム及びそのプログラムに関する。
続きを表示（約 9,700 文字）【背景技術】
【０００２】
被検材の内部欠陥、材料の不均一、溶接状態（溶接不良）、或いは融着状態（剥離）といった内部不良を検出する方法として、被検材を加熱し、被検材表面から放出される赤外線を、複数の温度感知素子を備える赤外線カメラにて撮影し、撮影した赤外線サーモグラフィにて温度値の変化を観察する方法が普及しつつある。例えば、金属、プラスチック、セラミック、コンクリート、その他の材料の内部欠陥や、プラスチックの融着、炭素繊維強化プラスチックの層間剥離を検出するのに上記赤外線サーモグラフィにて被検材の温度値の変化を観察する方法が普及しつつある。
【０００３】
詳しくは、旧来、金属やアクリル、コンクリートなどに超音波を加えてその反射波から内部欠陥等を検出する手法が、超音波探傷法として行われてきたのであるが、最近では超音波の上記反射波を調べる代わりに、上記赤外線サーモグラフィ（サーモグラフィ法）として、金属やCFRP板などに強力な超音波振動（強力超音波振動）を加えて、内部欠陥にて摩擦を起こし、欠陥のある部分で摩擦による発熱を生じさせて、温度変化を観察する超音波励起サーモグラフィ(vibrothermography)が知られている。
【０００４】
一例を挙げると超音波励起サーモグラフィとして、特許文献１～３へ示す超音波振動を発生させて被検材に超音波振動を与える方法が提案されている。
特許文献２及び３には、超音波について媒介液を介して被検材へ伝達するものが示され、特許文献１では、上記媒介液を使用せずに直接振動子（振動部）を被検材表面へ当接させて被検材へ超音波振動を加える加振法が採用されている。
【０００５】
より具体的には、焼結金属ギアのクラック即ち、歯車の割れなどのように加振により割れ部分・不良部分で摩擦が発生し、当該割れ部分・不良部分が発熱して、その検出を行うことができることが知られている。尚上記の強力超音波振動は、欠陥の検出のみならず、摩擦熱で金属や、プラスチックを融着するにも使用されている技術である。
上記の通り、超音波振動を被検材に加えると内部に振動波による発熱が生成されるのであり、板材に限らず、種々の形状のものを被検材とすることができる。
上記特許文献において、赤外線カメラの撮影位置を変えて行くものが示されている。但し、上記何れの場合も、振動子の位置（加振位置）は一定である。また加振を行う振動子の振動周波数も一定と考えられる。
【０００６】
一方、被検材へ入射された超音波振動波については、時間の経過により、定常状態になることも知られている。
一例として、アクリルの板（被検材）に強力超音波振動を加えて撮影したサーモグラフィを見ると、図１０（Ａ）（Ｂ）へ示すように当該板の表面へ温度の斑（温度班）が生じる。
図１０（Ａ）は内部欠陥の無い上記アクリル板のサーモグラフィであり、図１０（Ｂ）は内部欠陥（図中「欠陥部」と表示）のある上記アクリル板のサーモグラフィである。
この班については、加振する振動の条件により様々な模様を描くことが知られている（非特許文献１）。上記班発生の要因は、部材内に誘導された超音波振動の定在波（定常波）に起因するもので、加振する場所や、対象物の形状などにより変化する。
前述の通り、板など検査の対象物（被検材）に「き裂」などの欠陥があると、振動による摩擦熱にて欠陥部分が発熱する（図１０（Ｂ））。図１０（Ａ）（Ｂ）を見れば分かるように、事前に欠陥部と判明している場合には判別できるが、そうでない場合、欠陥以外の発熱部との判別は難しいという問題があった。
上記の通り定在波に起因する模様は欠陥等の内部不良に伴う発熱と誤認する恐れがあり、検査に際して対策が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第６０７９０９８号公報
特許第６５７３１８３号公報
特許第６５７３１８４号公報
日本非破壊検査協会２０２０年度秋期講演大会「超音波励起サーモグラフィ法における定在波に起因した不要発熱とその検査への影響」／岸本真平(徳島大学)、石川真志(徳島大学)、西野秀郎（徳島大学）、福井涼（株式会社ＫＪＴＤ）、羽深嘉郎(株式会社ＫＪＴＤ)、西野豊（株式会社ＫＪＴＤ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、超音波励起サーモグラフィによる検査において、従来問題となる定在波に起因する温度班を低減させ、高精度な検査を実現せんとするものである。
即ち、本発明は、被検材表面へ振動部を当接させて超音波振動により加振することで被検材の内部不良に摩擦熱を発生させ加熱し、サーモグラフィで被検材の温度変化を捉えて、内部不良を調べる探傷について、前記加振にて前記被検材に生じた定在波に起因する温度変化の映り込みにより前記内部不良の確認が阻害されるのを抑制することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により、前記被検材の内部不良を加熱させ、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像について温度変化を観察することで、被検材全体又は被検材の特定の領域における、内部不良を調べる探傷方法について、被検材に対し前記画像を取得する撮影位置と前記超音波振動の周波数を一定とし、前記超音波振動を加えて、前記撮影開始からの経過時間の異なる２フレーム以上の前記画像を撮影し、前記撮影開始最初の前記画像を初期画像とし、少なくとも前記初期画像の後に撮影した他の前記画像について、前記初期画像に対する温度変化量の分布を算出するものであり、前記撮影開始は前記加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、前記被検材に対し互いに異なる複数の加振位置にて超音波振動を前記被検材へ加え、複数の前記加振位置夫々での超音波振動による各撮影にて、複数の前記初期画像と複数の前記他の画像の夫々を取得するものであり、複数の前記他の画像は前記加振後に取得するものであり、複数の前記他の画像同士間において前記撮影開始からの経過時間を対応し合うものとし、前記加振位置毎に前記温度変化量の分布を算出して得た複数の前記温度変化量の分布について平均した、平均変化量の分布から、前記内部不良を調べる探傷方法を提供する。
尚、上記の内部不良とは、被検材内部の、亀裂や空洞その他の欠陥を含む他、材料の不均一、溶接部を備える被検材の溶接不良、融着部を備える被検材の融着部における剥離を含む。また、上記の内部不良を調べるとは、内部不良の有無、内部不良の位置、内部不良の形状、内部不良の寸法・範囲の、少なくとも何れか一つを調べることをいう。
またここでいう超音波とは、人が耳で聞くことを目的としない音波であり、１０ｋＨｚ以上の音波を指す。
更にここでいう「超音波加振開始からの経過時間が対応し合う」ものには、超音波加振開始からの経過時間が完全に同じものを含む他、例えば超音波加振開始からの経過時間が若干異なっていても初期熱画像にて差分される上記他の熱画像の序数（何フレーム目）が一致するもの同士であれば当該経過時間の異なるもの同士も含ものである。即ち、超音波加振開始からの経過時間が凡そ同じであれば、「対応する」ものに当該経過時間が凡そ同じものを含むものである。
また本発明は、被検材に対し異なる複数の前記加振位置の少なくとも一部の加振位置において、前記超音波振動の周波数を変更して加振することで取得した前記画像から周波数変更温度変化量の分布として１つ又は複数の前記温度変化量の分布を算出し、前記平均において、前記周波数変更温度変化量の分布の夫々も加算して前記平均を行う探傷方法を提供できた。
更に本発明は、被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により、前記被検材の内部不良を加熱させ、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像にて温度変化を観察することで、被検材全体又は被検材の特定の領域における、内部不良を調べる探傷方法について、被検材に対し前記画像を取得する撮影位置と前記加振を行う加振位置の双方を一定とし、前記撮影開始からの経過時間の異なる２フレーム以上の前記画像を撮影し、前記撮影開始最初の前記画像を初期画像とし、少なくとも前記初期画像の後に撮影した他の前記画像について、前記初期画像に対する温度変化量の分布を算出するものであり、前記撮影開始は前記加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、前記被検材に対し互いに異なる複数の周波数の超音波振動を加え、複数の前記異なる周波数夫々での超音波振動による各撮影にて、複数の前記初期画像と複数の前記他の画像の夫々を取得するものであり、複数の前記他の画像は前記加振後に取得するものであり、取得する複数の前記他の画像同士間において前記撮影開始からの経過時間が対応し合うものとし、前記周波数毎に前記温度変化量の分布を算出して得た複数の前記温度変化量の分布について平均した、平均変化量の分布から、前記内部不良を調べる探傷方法を提供する。
また更に本発明は、前記周波数及び前記加振位置を一定とする個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の画像群を撮影し、撮影した前記初期画像に対する少なくとも複数の前記他の画像夫々の温度変化量の分布を算出し時系列の複数の前記温度変化量の分布を１組の温度変化量の分布群とするものであり、被検材に対し互いに異なる複数の加振位置にて前記超音波振動を前記被検材へ加えて行う各撮影で得た複数組の前記画像群から、加振位置の異なる複数組の前記温度変化量の分布群を算出し、複数組の前記温度変化量の分布群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布を平均し、次の第１観察対象と第２観察対象の少なくとも何れか１つを観察対象として前記内部不良を調べる探傷方法を提供できた。
第１観察対象：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量の分布から選択した少なくとも１つの平均変化量の分布
第２観察対象：時系列の前記複数の平均変化量の分布をフーリエ変換することによって取得した位相画像
更にまた本発明は、前記周波数及び前記加振位置を一定とする個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の画像群を撮影し、撮影した前記初期画像に対する少なくとも複数の前記他の画像夫々の温度変化量の分布を算出し時系列の複数の前記温度変化量の分布を１組の温度変化量の分布群とするものであり、被検材に対し互いに異なる複数の周波数の超音波振動を被検材へ加えて、周波数の異なる複数組の前記温度変化量の分布群を算出し、複数組の前記温度変化量の分布群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布を平均し、次の第１観察対象と第２観察対象の少なくとも何れか1つを観察対象として前記内部不良を調べる探傷方法を提供できた。
第１観察対象：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量の分布から選択した少なくとも１つの平均温度変化量の分布
第２観察対象：時系列の前記複数の平均変化量の分布をフーリエ変換することによって取得した位相画像
また本発明は、被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により前記被検材の内部不良を加熱させる加振部と、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像データへ変換可能な温度分布データを２フレーム以上連続撮影できる撮影部とを備え、前記撮影部は、赤外線を感知する複数の素子を備えた熱感知カメラ等の熱感知部を有し、前記熱感知部で捉えた前記被検材表面の前記温度分布データの温度変化から前記被検材の内部不良を調べることを可能とする探傷システムであって、前記温度分布データ中、前記加振にて前記被検材に生じた定在波に起因する温度変化の映り込みにより前記内部不良の識別が阻害されるのを抑制する内部不良明瞭化機構を備えるものであり、前記内部不良明瞭化機構は、前記被検材の表面の互いに異なる複数箇所の加振位置に前記振動部を配置することにより前記撮影部に前記加振位置を異にする複数の前記連続撮影を可能せしめる配置具と、前記熱感知部にて取得した前記２フレーム以上の温度分布データ間の温度変化量の分布データを算出すると共に前記複数の加振位置について取得した前記温度分布データから算出した複数の前記温度変化量の分布データを平均して平均変化量分布データを算出するデータ処理部と、出力部と、制御部とにて構成され、少なくとも前記データ処理部と前記出力部と前記制御部は、コンピュータと前記コンピュータへ導入された探傷プログラムとにて構築されたものであり、前記配置具は、少なくとも前記撮影時に前記振動部を前記被検査材へ当接した状態にでき、前記配置具は、前記被検材に対する前記振動部の着脱又は移動により前記振動部の加振位置を順次変更して異なる複数の加振位置への前記配置を可能とするものであるか或いは前記振動部を複数異なる加振位置へ同時に配置することができるものであり、前記制御部は、前記撮影部による撮影開始を、前記加振部による加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、前記撮影部は、前記経過時間と直接又は間接的に関連付けて前記撮影にて取得した温度分布データを前記データ処理部へ入力するものであり、前記制御部は、前記熱感知部から前記データ処理部に入力された、前記撮影開始の即ち第１フレームの前記温度分布データを初期温度分布データとして、少なくとも前記初期温度分布データよりも後の加振後に撮影された他の前記温度分布データについて前記初期温度分布データに対する温度変化量の分布を前記温度変化量の分布データとして前記データ処理部へ算出させるものであり、更に前記制御部は、前記加振位置を複数とすることで取得した複数の前記他の温度分布データ同士間において前記撮影開始からの経過時間を対応し合うものとし、複数の前記温度変化量の分布データについての平均を、前記平均変化量分布データとして前記データ処理部へ、算出させるものであり、前記出力部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に、前記平均変化量分布データと、前記平均変化量分布データに基づくデータと、前記制御部が前記データ処理部に判定させた内部不良の弁別結果に関するデータの、少なくとも何れか１つを出力することができ、前記出力部は、出力するデータを、オペレータへ表示することができるディスプレイと、印刷することができる印刷装置と、他のコンピュータや映像機器にて再生可能な記録媒体へ記録する記録装置の、少なくとも何れか１つを備える探傷システムを提供する。
更に本発明では、前記加振部は、被検材に対し異なる複数の前記加振位置に配置された前記振動部の少なくとも一部において、前記超音波振動の周波数を変更して加振することができ、前記制御部は、変更して加振することで取得した温度分布データから周波数変更温度変化量の分布データとして１つ又は複数の前記温度変化量の分布データを前記データ処理部へ算出させ、前記制御部は、前記平均において、前記データ処理部へ、前記周波数変更温度変化量の分布データの夫々も加算させて前記平均温度変化量の分布データを算出させる探傷システムを提供できた。
また更に本発明は、被検材へ当接させた振動部にて超音波振動を前記被検材へ加える加振により前記被検材の内部不良を加熱させる加振部と、前記被検材表面のサーモグラフィ即ち被検材表面の温度分布を可視化した画像データへ変換可能な温度分布データを２フレーム以上連続撮影できる撮影部とを備え、前記撮影部は、赤外線を感知する複数の素子を備えた熱感知カメラ等の熱感知部を有し、前記熱感知部で捉えた前記被検材表面の前記温度分布データの温度変化から前記被検材の内部不良を調べることを可能とする探傷システムであって、少なくとも前記撮影時に前記振動部を前記被検査材へ当接した状態に配置することができる配置具と、前記温度分布データ中、前記加振にて前記被検材に生じた定在波に起因する温度変化の映り込みにより前記内部不良の識別が阻害されるのを抑制する内部不良明瞭化機構とを備えるものであり、前記内部不良明瞭化機構は、前記加振部を前記振動部の超音波振動の周波数を変更することで前記連続撮影毎に異なる周波数の超音波振動で前記加振を行うことができ、前記熱感知部にて取得した前記２フレーム以上の温度分布データ間の温度変化量の分布データを算出すると共に前記異なる周波数による複数の撮影について取得した前記温度分布データから算出した複数の複数の前記温度変化量の分布データを平均して平均変化量分布データを算出するデータ処理部と、出力部と、制御部とにて構成され、少なくとも前記データ処理部と前記出力部と前記制御部は、コンピュータと前記コンピュータへ導入された探傷プログラムとにて構築されたものであり、前記制御部は、前記撮影部による撮影開始を、前記加振部による加振開始と同時或いは前記加振開始の所定時間前とし、前記撮影部は、前記経過時間と直接又は間接的に関連付けて前記撮影にて取得した温度分布データを前記データ処理部へ入力するものであり、前記制御部は、前記熱感知部から前記データ処理部に入力された、前記撮影開始の即ち第１フレームの前記温度分布データを初期温度分布データとして、少なくとも前記初期温度分布データよりも後の加振後に撮影された他の前記温度分布データについて前記初期温度分布データに対する温度変化量の分布を前記温度変化量の分布データとして前記データ処理部へ算出させるものであり、更に前記制御部は、前記周波数を複数とすることで取得した複数の前記他の温度分布データ同士間において前記撮影開始からの経過時間を対応し合うものとし、複数の前記温度変化量の分布データについての平均を、前記平均変化量分布データとして前記データ処理部へ、算出させるものであり、前記出力部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に、前記平均変化量分布データと、前記平均変化量分布データに基づくデータと、前記制御部が前記データ処理部に判定させた内部不良の弁別結果に関するデータの、少なくとも何れか１つを出力することができ、前記出力部は、出力するデータを、オペレータへ表示することができるディスプレイと、印刷することができる印刷装置と、他のコンピュータや映像機器にて再生可能な記録媒体へ記録する記録装置の、少なくとも何れか１つを備える探傷システムを提供する。
更にまた本発明では、前記撮影部は、前記周波数及び前記加振位置を一定として行う個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の前記温度分布データ群を撮影するものであり、前記制御部は、前記データ処理部に、撮影した前記初期温度分布データに対する少なくとも複数の前記他の温度分布データ夫々の温度変化量の分布データを算出させて時系列の複数の前記温度変化量の分布データを１組の温度変化量の分布データ群として取得させるものであり、前記制御部は、前記データ処理部へ、被検材に対し互いに異なる複数の加振位置にて前記超音波振動を前記被検材へ加えて行う各撮影で得た複数組の前記温度分布データ群から、加振位置の異なる複数組の前記温度変化量の分布データ群を算出させ、
複数組の前記温度変化量の分布データ群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布データを平均させて前記平均変化量分布データとして算出させ、更に制御部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に次の第１データと第２データの少なくとも何れか１つを、前記平均変化量分布データに基づくデータとして、前記出力部へ出力させることができる探傷システムを提供できた。
第１データ：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量分布データからオペレータの操作にて選択された又は予め設定された前記撮影開始からの所定の経過時間に対応する、少なくとも１つの平均変化量分布データ
第２データ：時系列の前記複数の平均変化量分布データを前記データ処理部にてフーリエ変換することにより取得した位相分布データ
また本発明では、前記撮影部は、前記周波数及び前記加振位置を一定として行う個々の前記撮影において、時系列に３フレーム以上の前記温度分布データ群を撮影するものであり、前記制御部は、前記データ処理部に、撮影した前記初期温度分布データに対する少なくとも複数の前記他の温度分布データ夫々の温度変化量の分布データを算出させて時系列の複数の前記温度変化量の分布データを１組の温度変化量の分布データ群として取得させるものであり、前記制御部は、前記データ処理部へ、被検材に対し互いに異なる複数の周波数の前記超音波振動を前記被検材へ加えて行う各撮影で得た複数組の前記温度分布データ群から、周波数の異なる複数組の前記温度変化量の分布データ群を算出させ、
複数組の前記温度変化量の分布データ群の組間において、前記撮影開始からの経過時間が対応する前記複数の温度変化量の分布データを平均させて前記平均変化量分布データとして算出させ、更に制御部は、オペレータの操作を受けて又は自動的に次の第１データと第２データの少なくとも何れか１つを、前記平均変化量分布データに基づくデータとして、前記出力部へ出力させることができる探傷システムを提供できた。
第１データ：前記平均にて得た時系列の複数の平均変化量分布データからオペレータの操作にて選択された又は予め設定された前記撮影開始からの所定の経過時間に対応する、少なくとも１つの平均変化量分布データ
第２データ：時系列の前記複数の平均変化量分布データを前記データ処理部にてフーリエ変換することにより取得した位相分布データ
更に本発明では、上記各探傷システムに導入される前記探傷プログラムを提供できた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、被検材表面へ振動部を当接させて超音波振動により加振することで被検材の内部不良に摩擦熱を発生させ加熱し、サーモグラフィで被検材の温度変化を捉えて、内部不良を調べる探傷において、前記加振にて前記被検材へ生じた定在波に起因する温度変化の映り込みにより前記内部不良の確認が阻害されるのを抑制することを可能とした。
即ち、この発明は、定在波に起因する、表面の温度変化（斑画像）を低減して、欠陥による発熱部分の分別を容易にする。
また、本発明の実施により、内部不良の検査結果となる画像を比較的短時間でオペレータ（観察者）に表示することができる。オペレータは、内部不良の検査経験の乏しいものでも、定在波が目立たなくなることで、上記の通り、検査結果となる画像から欠陥部の判定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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