特許ウォッチ

公開番号2025124506
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020610
出願日2024-02-14
発明の名称欠陥検出装置及び欠陥検出方法
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類G01N 25/72 20060101AFI20250819BHJP(測定;試験)
要約【課題】温度分布に基づいて欠陥検出する際の検査精度の向上が要望されている。
【解決手段】欠陥検出装置は、検査物の表面に設定された基準点から所定距離離れた位置に熱作用を施す熱源2と、基準点を含む熱作用を受けた表面領域の温度分布を測定する温度分布測定器3と、温度分布における温度勾配を算出する温度勾配算出部52と、温度勾配の挙動から欠陥情報を生成する欠陥情報生成部53とを備え、温度勾配算出部52は、熱作用を施すことによって得られた温度分布における所定範囲の複数の温度測定点の測定値を平滑化差分処理することで温度勾配を算出する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
検査物の表面に設定された基準点から所定距離離れた位置に熱作用を施す熱源と、
前記基準点を含む前記熱作用を受けた表面領域の温度分布を測定する温度分布測定器と、
前記温度分布における温度勾配を算出する温度勾配算出部と、
前記温度勾配の挙動から欠陥情報を生成する欠陥情報生成部と、
を備え、
前記温度勾配算出部は、前記熱作用を施すことによって得られた前記温度分布における所定範囲の複数の温度測定点の測定値を平滑化差分処理することで前記温度勾配を算出する欠陥検出装置。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記熱作用が異なる熱作用位置で複数回施されることによって得られた複数の前記温度分布の前記温度勾配の挙動から前記欠陥情報が生成される請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記温度勾配算出部は、前記基準点を通る所定の直線に沿った前記基準点と前記熱作用の作用点との間の領域を前記所定範囲とする請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記温度勾配算出部は、前記温度分布に対して、前記基準点を通る所定の直線の向きに沿った方向における複数の前記温度測定点を平滑化差分処理することで前記温度勾配を算出する請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記温度勾配算出部は、前記温度分布に対して、前記基準点を通る所定の直線の向きに沿った方向での温度勾配曲線を算出し、前記欠陥情報生成部は前記温度勾配曲線の挙動から前記欠陥情報を生成する請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
前記温度勾配算出部は、前記基準点と前記熱作用の作用点とを結ぶ直線の向きに沿った方向での前記温度勾配曲線を算出する請求項５に記載の欠陥検出装置。
【請求項７】
前記基準点と前記熱作用の作用点とを結ぶ前記直線の向きに沿った方向における、５点から１５点の温度測定点の測定値が前記温度勾配曲線を算出するために用いられる請求項６に記載の欠陥検出装置。
【請求項８】
前記温度勾配の挙動は前記温度勾配曲線の変曲点の位置及び前記変曲点付近の形状であり、前記欠陥情報生成部は、前記変曲点の位置及び前記大きさから前記欠陥情報である欠陥位置と欠陥サイズを推定する請求項５に記載の欠陥検出装置。
【請求項９】
平滑化差分処理は、以下の式、
JPEG
2025124506000004.jpg
74
168
を用いて行われる請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項１０】
前記基準点は欠陥推定箇所であり、前記所定距離は数ｍｍである請求項１から８のいずれか一項に記載の欠陥検出装置。
（【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】
本発明は、温熱源または冷熱源を用いて検査物の表面に熱作用を施すことにより生じた検査物表面の温度分布に基づいて、検査物に存在する欠陥を検出する欠陥検出装置及び欠陥検出方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、試験体の表面に加熱源または冷却源を与えて試験体表面に生じる温度分布を測定し、その温度分布の時間的及び空間的変動を解析し、欠陥部における不均一性から欠陥の位置及び深さを算出する表層欠陥検出装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、物体表面温度の上昇または下降過程で測定した物体の熱画像を画像処理し、得られた画素線のそれぞれの変曲点を求め、これらの変曲点に囲まれた領域を検出することを特徴とする物体の内部欠陥の自動検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平４－３３１３６０号公報
特開２００１－５０９２１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及び特許文献２の技術は、検査物の表面に現れる温度分布に基づいて欠陥を検出しようとするものであるが、微細な欠陥によって生じる表面温度分布の変化はわずかであることから、検査物の表面状態や検査物の環境状態によって測定値に生じるノイズのため、検査精度が悪くなるという問題が生じる。
このことから、温度分布に基づいて欠陥検出する際の検査精度の向上が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による欠陥検出装置は、検査物の表面に設定された基準点から所定距離離れた位置に熱作用を施す熱源と、前記基準点を含む前記熱作用を受けた表面領域の温度分布を測定する温度分布測定器と、前記温度分布における温度勾配を算出する温度勾配算出部と、前記温度勾配の挙動から欠陥情報を生成する欠陥情報生成部とを備え、前記温度勾配算出部は、前記熱作用を施すことによって得られた前記温度分布における所定範囲の複数の温度測定点を平滑化差分処理することで前記温度勾配を算出する。
【０００７】
この構成によれば、検査物の表面に設定された基準点（例えば、欠陥が存在すると思われる箇所）から所定距離離れた位置に対して熱源によって熱作用が施され、この熱作用によって生じた検査物の表面の温度分布が測定される。温度分布における所定範囲に位置する複数の温度測定点の測定値を平滑化差分処理することで算出された温度勾配の挙動から欠陥情報を生成される。このように複数の温度測定点の測定値を平滑化差分処理することによって温度勾配が算出されるので、欠陥検出において混ざり込むノイズが平滑化された温度勾配が得られ、検査精度が向上する。なお、この検査で用いられる熱源は、温熱源または冷熱源であり、検査物が高温下にある場合には、より低い冷熱源が用いられ、検査物が低温下にある場合には、より高い温熱源が用いられると好適である。
【０００８】
熱作用の熱作用点を変更すると、熱作用の欠陥への熱作用線が異なることになり、結果的に、熱伝導時に通過する検査物の組織もそれぞれで異なり、欠陥検出が多面的に行われることになる。このことから、本発明では、前記熱作用が異なる熱作用位置で複数回施されることによって得られた複数の前記温度分布の前記温度勾配の挙動から前記欠陥情報が生成されることが提案される。
【０００９】
温度勾配の算出に用いられる複数の温度測定点を規定する、温度分布における所定範囲の設定は、欠陥検出にとって重要である。熱源からの熱伝達の挙動は検査物の表面状態や内部組織によって変動するので、精度の高い欠陥検出のためには、ある程度の大きさの範囲に存在する温度測定点が用いられることが好ましい。このことから、本発明では、前記温度勾配算出部は、前記基準点を通る所定の直線に沿った前記基準点と前記熱作用の作用点との間の領域を前記所定範囲とすることが提案される。
【００１０】
上述した所定範囲が大きすぎると、処理対象となる温度測定点が多数となり、温度勾配算出処理の負担が大きくなる。この問題を回避するため、前記温度勾配算出部は、前記温度分布に対して、前記基準点を通る所定の直線の向きに沿った方向における複数の前記温度測定点を平滑化差分処理することで前記温度勾配を算出することが提案される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許