渦電流プローブの応答値を補正する方法
渦電流アレイプローブ(ECAP)を使用して構成部品を検査する方法が提供される。その方法は、ECAPを用いて構成部品の表面をスキャンするステップと、ECAPを用いて複数の部分的欠陥応答値を収集するステップと、複数の部分的欠陥応答値をプロセッサに伝送するステップと、ECAPのエレメントの構成およびエレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の分野は、一般に、構成部品の非破壊検査に関し、より詳細には、渦電流アレイプローブ(ECAP)からの応答値を補正する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
渦電流(EC)検査装置は、それに限定されないがガスタービンエンジンの構成部品などの、構成部品における異常な兆候を検出するのに使用することができる。たとえば、周知のEC検査装置は、構成部品の表面および/または内部のクラック、打痕、母材の突起、および/または他の欠陥を検出するのに使用することができる。EC検査装置はまた、導電率、密度、および/または構成部品に行われた熱処理の程度を含む、構成部品の材料特性を特定するのに使用することもできる。
【0003】
EC画像は、通常、構成部品の表面を単一エレメントのECコイルでスキャンすることによって生成される。構成部品の表面または内部の欠陥は、ECエレメントが欠陥の全範囲を往来したときにそのECエレメントによって検出される。しかし、少なくともある種の周知の渦電流アレイプローブ(ECAP)イメージングでは、構成部品の表面を一方向にスキャンするECエレメントのアレイを使用する。ECエレメントのアレイを使用すると、単一エレメントでのスキャンに比較して、検査時間が短縮され、検査速度が向上する。しかし、ECAP画像は、欠陥の検出に先立つ処理を必要とする。具体的には、ECAPを使用したスキャン中に検出される欠陥は、単一コイルのECイメージングで行われるように1つだけのECエレメントによって全体が捕捉されるのではなく、複数のECエレメントコイルによって部分々々のみが捕捉され得るので、処理が必要になる。ある種のECエレメントのアレイ用の処理技法では、個々のエレメントの振幅の比が欠陥の存在を判定するのに使用される手法に基づくルックアップテーブルを使用することがある。しかし、そのような処理技法は、ルックアップテーブルの誤差に左右される処理であり、その影響を受け得る。
【0004】
さらに、周知のECプローブの用途は、クラックの方向を予め知っている必要があることにより限定される。ディファレンシャル型渦電流プローブの指向性のために、複数の向きの欠陥が予想される場合、欠陥を検出するために、試験片を様々な向きに繰返しスキャンする必要が起こり得る。そのような繰返しスキャンは、時間が掛かり、効率を低下させ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態では、渦電流アレイプローブ(ECAP)を使用して構成部品を検査する方法が説明される。その方法は、ECAPを用いて構成部品の表面をスキャンするステップと、ECAPを用いて複数の部分的欠陥応答値を収集するステップと、複数の部分的欠陥応答値をプロセッサに伝送するステップと、ECAPのエレメントの構成およびエレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップとを含む。
【0006】
別の実施形態では、渦電流アレイプローブ(ECAP)によって検出された欠陥の長さを推定する方法が説明される。その方法は、ECAPのエレメントの構成およびエレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、渦電流プローブから受け取った複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、単一の最大欠陥応答値を導出するために、複数の部分的欠陥応答値に補正技法を適用するステップと、単一の最大欠陥応答値に基づいて欠陥の推定長さを求めるステップとを含む。
【0007】
別の実施形態では、構成部品の非破壊検査用のシステムが説明され、そのシステムは、構成部品の表面および/またはその内部の欠陥の存在を検出し、少なくとも1つの欠陥の長さを推定するように構成されている。そのシステムは、構成部品の渦電流(EC)画像を生成するように構成されたECプローブと、そのECプローブに結合された処理装置とを備える。その処理装置は、ECプローブからEC画像を受け取り、少なくとも1つの補正技法をそのEC画像に適用して単一の最大欠陥応答値を得るように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】例示的渦電流表面欠陥検出システムの概略構成図である。
【図2】図1に示されたシステムに使用することができる例示的外部感知式渦電流プローブ(Sense External Eddy Current Array Probe)(ES ECAP)の図である。
【図3】図2に示されたES ECAPによって収集することができる欠陥応答値データから生成された例示的ECAPフットプリントの図である。
【図4】平方の和補正技法の例示的結果を示す図である。
【図5】可変位相補正技法の例示的結果を示す図である。
【図6】例示的長標準プローブ式渦電流アレイプローブ(Long Standard Probe Eddy Current Array Probe)(LSP ECAP)の図である。
【図7】LSP ECAPによって収集された例示的欠陥応答値データから生成された例示的曲線200の図である。
【図8】LSP ECAPによって生成されたフットプリントに適用されたときの、平方の和補正技法および可変位相補正技法の例示的結果を示す図である。
【図9】例示的全方向性ECAPの図である。
【図10】様々な向きの複数の欠陥を含む例示的構成部品の平面図である。
【図11】全方向性ECAPによって収集された欠陥応答値データから生成された4つの例示的フットプリントの図である。
【図12】図11のフットプリントから導出された4つの例示的Aスキャンの図である。
【図13】全方向性ECAPによって導出された部分的欠陥応答値に使用される例示的補正技法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書には、一実施形態として、渦電流アレイプローブ(ECAP)用の自動欠陥認識(ADR)処理法が記載される。ECAPイメージングでは、構成部品の表面をスキャンする渦電流(EC)エレメントのアレイを使用して画像を生成する。ECAPイメージングは、単一のコイルエレメントによる検査に比較して検査時間の短縮を容易にする。しかし、ECAPによって得られた画像は、ECAPを用いるスキャン中に捕捉される欠陥は複数のエレメントコイルによって部分々々のみが捕捉されるので、欠陥の検出および特性評価に先立って処理を行う必要があり、単一コイルのECイメージングを用いるスキャン中に捕捉される欠陥は、ラスタスキャンのスキャン増分毎に部分的に捕捉される。
【0010】
例示的実施形態では、ADR処理法はデータ処理手順を自動化する。ADR法はまた、信頼性の高い欠陥の認識および特性評価を容易にし、欠陥の誤指示を最低限に抑える。例示的実施形態では、ECAP画像から欠陥の候補信号を識別し、欠陥の大きさおよび向きを推定するために、信号処理アルゴリズムが使用される。そのアルゴリズムは、欠陥からの応答値の最大化を容易に行うために、欠陥の向きを推定し、適切な修正を行うのに用いる基準を確立する。さらに、そのアルゴリズムは、基準画像、ルックアップテーブル、または他のいかなる事前情報も用いることなしに機能することができる。
【0011】
図1は、それに限定されないがガスタービンエンジンのディスク54などの、構成部品52を検査するために使用することができる例示的渦電流欠陥検出システム50の概略構成図である。例示的実施形態では、ディスク54は、複数のダブテールポスト56と、ポスト56の隣接する対の間に画成され、円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロット58とを備える。
【0012】
本明細書の方法および装置は、ポスト56およびダブテールスロット58に関して記載されるが、その方法および装置は、広く様々な構成部品に適用することができることを理解されたい。たとえば、本発明は、いかなる形状、大きさ、および/または構成を有する構成部品52にでも使用することができる。そのような構成部品の例には、それらを含めることだけに限定されないが、シール、フランジ、タービンブレード、タービンベーン、および/またはフランジなどのガスタービンエンジンの構成部品を含めることができる。構成部品は、それらに限定されないが、ニッケル基合金、コバルト基合金、チタニウム基合金、鉄基合金、および/またはアルミニウム基合金など、いかなる母材からでも製作することができる。より具体的には、本明細書の方法および装置は、航空機用エンジンの構成部品に関して記載されているが、その方法および装置は、蒸気タービン、原子力発電所、自動車用エンジンに使用される広く様々な構成部品、または他のあらゆる機械的構成部品に適用し、またはそれらの検査に使用することができることを理解されたい。
【0013】
例示的実施形態では、検出システム50は、プローブアセンブリ60と、データ取得/制御システム62とを備える。プローブアセンブリ60は、渦電流(EC)コイル/プローブ70と、プローブ70に結合されているプローブ操作装置72とを備える。渦電流プローブ70およびプローブ操作装置72は、ECプローブ70および/またはプローブ操作装置72、ならびに/あるいはデータ取得/制御システム62へ/から制御/データ情報を伝送することができるように、データ取得/制御システム62にそれぞれ電気的に結合されている。代替実施形態では、システム50はまた、検査過程中、構成部品52を選択的に回転させるターンテーブル(図示せず)を備える。
【0014】
データ取得/制御システム62は、コンピュータインターフェース76と、メモリ80を有するパーソナルコンピュータなどのコンピュータ78と、モニタ82とを備える。コンピュータ78は、ファームウェア(図示せず)に記憶された命令を実行し、本明細書に記載された機能を果たすようにプログラムされている。本明細書で用いられる用語「コンピュータ」は、当技術分野でコンピュータと称される集積回路のみに限定されるのではなく、広く、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を指し、本明細書ではこれらの用語は交換して使用することができる。
【0015】
メモリ80は、当業者には周知の1つまたは複数の揮発性かつ/または不揮発性の記憶装置を示す。コンピュータ78によく用いられる記憶装置の例には、それに限定されないが、固体記憶装置(たとえば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用記憶装置(ROM)、およびフラッシュメモリ)、磁気記憶装置(たとえば、フロッピディスクおよびハードディスク)、および/または光学記憶装置(たとえば、CD−ROM、CD−RW、およびDVD)が含まれる。メモリ80は、コンピュータ78に内装しても外装してもよい。データ取得/制御システム62はまた、それらに限定されないが、コンピュータ78および/または渦電流プローブ70に電気的に結合された帯形記録計、Cスキャン装置、および/または電子記録装置などの記録装置84を備える。
【0016】
使用に際し、ディスク54などの構成部品52は、検査中、構成部品52を所定位置に固定する取付具(図示せず)に装着される。渦電流プローブ70は、検査中、ダブテールスロット58の内側の実質的に全てを容易にスキャンできるように、ダブテールスロット58内に選択的に配置される。例示的実施形態では、プローブ操作装置72は、6軸の操作装置である。ECプローブ70は、プローブ70によるスキャン中にダブテールスロット58の表面内に励起される渦電流に応答して電気信号を生成する。ECプローブ70によって生成された電気信号は、データ通信リンク86を介してデータ取得/制御システム62によって受け取られ、メモリ80および/または記録装置84に記憶される。コンピュータ78はまた、通信リンク88によってプローブ操作装置72に結合されて、ディスク54のスキャンの制御を容易にする。キーボード(図示せず)がコンピュータ78に電気的に結合されて、オペレータがディスク54の検査の制御を容易に行えるようにする。例示的実施形態では、コンピュータ78によって生成された画像のハードコピーを作成するためにプリンタ(図示せず)を設けることもできる。
【0017】
例示的実施形態では、システム50は、従来の検査、単一コイルでの検査、またはECAP検査などのあらゆる種類の渦電流検査を実施するのに使用することができる。システム50は、構成部品52の表面を自動的にスキャンし、取得したデータを画像の形で記憶する。次いで、欠陥認識アルゴリズムが、構成部品52の表面のあらゆる欠陥(もし存在すれば)を識別しその特性を評価するために、コンピュータ78によって用いられる。
【0018】
EC検査が実施される場合、駆動コイルによって磁場が生成される。その種の生成には、それだけには限定されないが、駆動コイルに交流を供給することが含まれ得る。駆動コイルは、検査される構成部品の表面に隣接して配置される。駆動コイルを配置するとき、駆動コイルは検査される表面に実質的に平行に配向される。駆動コイルをそのように配向すると、駆動コイルによって生成される磁場が、検査される表面に実質的に垂直に配向される。
【0019】
センサが駆動コイルに結合されて、2次場を受け取る。対象とする2次場は、駆動コイルによって生成された磁場が、検査される表面上または表面内の表面欠陥から反射された後にそのセンサで受け取られる。センサは、反射された2次場を、視認および/または記録することができる電気信号に変換するように構成されている。
【0020】
ECプローブ70の具体的なタイプの例は、それに限定されないが、外部感知式(Sense External)(ES)ECAP、長標準プローブ式(Long Standard Probe)(LSP)ECAP、全方向性ECAPである。図2は、例示的な外部感知式(Sense External)(ES)100タイプのECAPを示す。ES ECAP 100は、ECエレメントとも呼ばれるECコイルの第1の列102と、ECコイルの第2の列104とを備える。図3は、ES ECAP 100によって収集された欠陥応答値データから生成された例示的ECAP画像130である。第1の列102は、複数のECコイル、たとえばECコイル106と、ECコイル108と、ECコイル110とを備える。第2の列104もまた、複数のECコイル、たとえばECコイル112と、ECコイル114とを備える。
【0021】
一般にECAP画像に関して上記に説明したように、ES ECAP 100によって生成される画像は、ES ECAP 100を用いてスキャンしている間に捕捉される欠陥118が、個々のECコイル106、108、110、112、および114によって部分的に捕捉されるだけなので、欠陥の検出および特性評価に先立って処理する必要がある。ECAP画像130はまた、ECAPフットプリントとも呼ばれ、ES ECAP 100が特定の増分で欠陥をスキャンしたとき、隣接するアレイエレメントによって生成される最大の応答値の曲線を示す。ECAPフットプリント130は、複数の部分的欠陥の応答値、たとえば応答値138、140、142、144、146、148、150、および152を含む。各部分的欠陥の応答値138、140、142、144、146、148、150、および152は、ES ECAP 100のECコイルが受け取る。
【0022】
欠陥118を識別し、欠陥118の長さ120を推定するために、部分的欠陥応答値138、140、142、144、146、148、150、および152を数学関数として表して、単一の最大欠陥応答値(図2または3に示さず)を導出する。欠陥118の向きに関係なく、かつ/または各ECコイル、たとえばECコイル106の幅160(図2に示す)などの幅に沿った、欠陥118の相対位置に関係ない。単一の最大欠陥応答値(図2または3に示さず)は、各検出された欠陥118の長さ120を推定するために使用される。適切な補正手段を用いることによって、ES ECAP 100によって測定された複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を求めることができる。
【0023】
単一の最大欠陥応答値を導出するのに使用することができる補正手段の例は、平方の和の平方(SQSS)補正技法を適用することである。図4は、フットプリント130(図3に示す)にSQSS補正技法を適用した結果を示す。最大欠陥応答値164が図示されている。部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146もまた図示されている。
【0024】
例示的実施形態では、最大欠陥応答値164は、下記の式を用いて計算される。
【0025】
【数1】
フットプリント130内のどの時点でも、顕著なコイル応答値は2つだけである。式1は式2(下記参照)に還元することができ、p1およびp2は最も顕著な2つのコイル応答値であり、最も顕著なコイル応答値は、その特定の時間に最大の振幅を有するコイル応答値として定義される。
【0026】
【数2】
単一の最大欠陥応答値を導出するのに使用することができる補正の別の例は、可変位相補正技法を適用することである。図5は、フットプリント130(図3に示す)に可変位相補正技法を適用した結果を示す。最大欠陥応答値172が図示されている。部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146もまた図示されている。
【0027】
特に、そのような技法では、部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146はサインカーブで近似することができる。最大欠陥応答値172は、部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146を、応答値が同じコイル対に属しているか、異なるコイル対に属しているかによって、特定の位相だけシフトさせることによって計算される。部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146は、ES ECAP 100の物理的構成により、それぞれ異なる位相を有する。本明細書に記載されたSQSS補正技法は、位相が90°異なるサイン波を補正する例示的実施形態である。ES ECAP 100のコイル106、108、110、112、および114は、異なる2つの位相シフトを有する応答値を生成するように応答する。可変位相補正技法は、以下の式を用いて応答値138、140、142、144、および146を補正することを含む。
【0028】
【数3】
【0029】
【数4】
【0030】
【数5】
ここでp1およびp2は最大振幅値である。たとえばコイル106と112など、最大振幅が属するコイル間の位相差φがそれぞれ与えられると、補正値Aは、式5を用いてアレイプローブの各位置に対して計算することができる。
【0031】
図6は、例示的LSP ECAP 180を示す。LSP ECAP 180は、ECエレメントの第1の列182と、ECエレメントの第2の列184とを備える。図7は、LSP ECAP 180によって収集された欠陥応答値データから生成された例示的EC画像200であり、本明細書ではECフットプリント200とも呼ばれる。第1の列182は、複数のECエレメント、たとえばECエレメント186およびECエレメント188を備える。第2の列184もまた、複数のECエレメント、たとえばECエレメント190およびECエレメント192を備える。ECエレメント186、188、190、および192のそれぞれは、反対の極性を有する2つのコイルを備える。たとえば、ECエレメント186は、第1のコイル194と、第2のコイル196とを備え、第1のコイル194は、第2のコイル196とは反対の極性である。
【0032】
ES ECAP 100によって生成された部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146に関して上記で説明したように、例示的実施形態では、LSP ECAP 180によって収集された部分的欠陥応答値210、212、214、216、218、220、222、224、および226は、サインカーブで近似することができる。部分的欠陥応答値210、212、214、216、218、220、222、224、および226は、たとえば応答値212と214、および応答値216と218などの対で生じる。例示的実施形態では、対の中の欠陥応答値は、約99°だけ位相がシフトしている。例示的実施形態では、欠陥応答値の緒対間の位相差は約285°である。ES ECAP 100に関して上記で説明したSQSS補正技法および可変位相補正技法は、LSP ECAP 180によって生成される部分的応答値210、212、214、216、218、220、222、224、および226にも適用することができる。
【0033】
図8は、フットプリント200(図7に示す)にSQSS補正技法および可変位相補正技法を適用した結果を示す。本明細書に記載されたSQSS補正技法は最大欠陥応答値240を導出し、上記の可変位相補正技法は最大欠陥応答値242を導出する。最大欠陥応答値240および242は検出された欠陥の長さを推定するのに使用される。
【0034】
図9は、例示的全方向性ECAP 300を示す。ES ECAP 100およびLSP ECAP 180とは相違して、全方向性ECAP 300は、ECエレメントを1列だけ、たとえばエレメント302、304、および306を備え、正極および負極のコイルが重なり合っている。例示的実施形態では、ECエレメント302は、第1の感知コイル310と、第2の感知コイル312とを備える。第1と第2の感知コイル310と312とは、第1(X)の方向および第2(Y)の方向に互いにずれており、第1および/または第2の方向(X、Y)に互いに重なり合っている。本明細書で使用される用語「ずれ」および「重なり合う」は互いに背反するものではない。たとえば、例示的実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、Y方向にずれると共に重なり合っている。言い換えれば、そのような配向では、第1と第2の感知コイル310と312とは、(Y)方向に部分的にずれ、(X)方向には完全にずれている(すなわち重なり合わない)。一実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、各感知コイル310および312の長さ316の少なくとも約25パーセント(25%)だけ第2の方向(Y)に重なり合う。別の実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、各感知コイル310および312の長さ316の少なくとも約33パーセント(33%)だけ第2の方向(Y)に重なり合う。別の実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、各感知コイル310および312の長さ316の少なくとも約50パーセント(50%)だけ第2の方向(Y)に重なり合う。
【0035】
全方向性ECプローブ300はまた、第1および第2の感知コイル310および312の近傍にECチャネル302用の探測場を生成する少なくとも1つの駆動コイル318を備える。例示的実施形態では、駆動コイル318は、第1および第2の感知コイル310および312の周りに延在し、ECチャネル302を形成する。
【0036】
比較的大きな表面積のスキャンを向上させるために、ECチャネル302のアレイが使用される。したがって、例示的全方向性ECプローブ300は、複数のECチャネル302と、複数の駆動コイル318とを備える。具体的には、例示的実施形態では、各ECチャネル302に対して少なくとも1つの駆動コイル318が設けられている。
【0037】
例示的実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とを重ね合わせた配向は、全方向性ECプローブ300が、検査する構成部品の欠陥を(Y)方向に沿ういかなる位置でも検出できるようにする。ただし、全方向性ECプローブ300は、ECプローブ300が本明細書に記載の機能を果たすことができるようにする、ECチャネル302のいかなる配向をも備え得る。実質的に同一の複数のECチャネル302を備えることによって、複数のECチャネル302の働きが、実質的に一様になり易くなる。
【0038】
上記のように、全方向性ECアレイプローブ300は、それに限定されないが、ディスク、スプール、および翼を含む航空機用エンジンの構成部品などの、導電性構成部品の表面、または表面近くのクラック(すなわち表面関連の欠陥)の検出に使用される。例示的構成部品は、ニッケル合金およびチタニウム合金から形成されている。ただし、ECプローブ300は、様々な導電性構成部品に使用することができる。
【0039】
図10は、複数の例示的欠陥を含む例示的構成部品350の平面図である。たとえば、例示的実施形態では、構成部品350は、半径方向/軸方向欠陥360、円周方向欠陥362、および2つの斜めの欠陥364および366を含む。半径方向欠陥360、円周方向欠陥362、および斜めの欠陥364および366は、構成部品350に生じ得る様々な欠陥の向きの例である。例示的なECプローブの経路が368に示されている。以下により詳細に説明されるように、半径方向欠陥360、円周方向欠陥362、および斜めの欠陥364および366は、全方向性ECAP300に対して、応答値の最大振幅および応答値の特徴に関して異なる応答をする。
【0040】
ES ECAP画像130(図3〜5に示す)およびLSP ECAP画像200(図7に示す)に関して上記で説明したように、全方向性ECAP 300を用いるスキャン中に捕捉される欠陥は、ECエレメント302、304、および306のそれぞれによって部分々々のみが捕捉されるので、全方向性ECAP 300によって生成された画像は、欠陥の検出および特性評価に先立って処理を行う必要がある。図11は、全方向性ECAP 300によって収集された欠陥応答値データから生成された4つの例示的フットプリント400、402、404、および406を示す。フットプリント400は、たとえば円周方向欠陥362(図10に示す)のような円周方向欠陥に対する応答値によって生成される。フットプリント402は、たとえば半径方向/軸方向欠陥360(図10に示す)のような半径方向/軸方向欠陥に対する応答値によって生成される。フットプリント404および406は、たとえば斜めの欠陥364および366(図10に示す)のような斜めの欠陥に対する応答値によって生成される。
【0041】
各フットプリント400、402、404、および406から、全方向性ECAP 300の正エレメントが受け取った最大電圧のAスキャンを導出することができる。たとえば、図12は、フットプリント400、402、404、および406から導出した4つの例示的Aスキャンを示す。より具体的には、Aスキャン420は、円周方向フットプリント400から得た最大電圧を示す。Aスキャン422は、半径方向/軸方向フットプリント402から得た最大電圧を示す。Aスキャン424は、斜めの欠陥406から得た最大電圧を示し、Aスキャン426は、斜めの欠陥404から得た最大電圧を示す。特に、円周方向欠陥に対応するAスキャン420は、位置440および442に視認される別々の2つのピークを有する。他方、半径方向/軸方向欠陥に対応するAスキャン422は、位置440に視認される重なり合った2つのピークを有する。
【0042】
図13は、全方向性ECAP 300(図9に示す)のような全方向性ECAPによって導出された部分的欠陥応答値に使用される例示的補正技法450の流れ図である。一方向性(すなわち、ECAPに対して1つの向きの欠陥を検出することができる)であるES ECAP 100およびLSP ECAP 180(それぞれ図2および6に示す)とは異なり、全方向性ECAP 300は、全方向性ECAP 300に対していかなる向きの欠陥でも検出することができる。補正技法450によって、検出欠陥の長さと共に検出欠陥の向きを推定することができる。例示的実施形態では、補正技法450は、最大ピーク・トゥ・ピーク電圧(MaxVpp)を使用して単一の最大欠陥応答値を求める。あるいは、平均ピーク・トゥ・ピーク電圧(AvgVpp)、またはMax(Vpp)とAvg(Vpp)との組合せによって、有効な補正を行うこともできる。単一の最大欠陥応答値を求めるのに使用するMax(Vpp)とAvg(Vpp)との組合せは、ECAPに対する欠陥の向きに基づいて選択される。したがって、全方向性ECAP 300によって導出された応答値に補正を行うためには、欠陥の向きを求めなければならない。
【0043】
全方向性ECAP 300によって導出された応答値の補正は、以下の式を用いて達成することができる。すなわち、
【数6】
ここで、αおよびβは、それぞれMax(Vpp)およびAvg(Vpp)に付与される重み係数である。さらに以下に説明されるように、一例として、欠陥が円周方向の向きをもつと判定されると、補正値Aは、α=1、およびβ=0を適用して計算することができる。
【0044】
補正技法450では、全方向性ECAPによって検出された欠陥の向きを求めることができる。欠陥の向きを求めることによって、単一の最大欠陥応答値を計算する式6に使用するαおよびβの値を決定することができる。技法450は、全方向性ECAP 300を用いて、たとえばフットプリント400、402、404、および406(それぞれ図11に示される)などのECAP画像を取得すること452を含む。欠陥応答領域を区分けし454、取得したECAP画像からAスキャン、たとえばAスキャン420、422、424、および426(それぞれ図12に示される)の1つを取り出し、照合する456。取り出されたAスキャンの顕著なピークを識別する458。顕著なピークとは、最大の正のピークおよび最大の負のピークを指す。
【0045】
補正技法450はまた、顕著なピークの符号を比較すること460を含む。顕著なピークが両方とも正、または両方とも負の場合には、αには1の値を与え、βには0の値を与える。したがって、正−負の対のピークがないときは、Max(Vpp)の値を当てはめて462、単一の最大欠陥応答値を求める。
【0046】
顕著な両ピークが反対の極性をもつとき、顕著な両ピークの間隔(Dpp)を求める(466)。一実施形態では、Dppはスキャン目盛り単位で測定される。収集されたAスキャンのDppは、検出欠陥の向きを示す。測定されたDpp値から、以下の式を用いて角度θを求めることができる。
【数7】
角度θは検出欠陥の向きに対応する。Max(Vpp)を用いる補正技法も、Avg(Vpp)を用いる補正技法も、検出欠陥とECAPとの間の角度に直接依存しないので、その角度を正確に求める必要はない。
【0047】
角度θを計算すると、それを角度閾値θthreshと比較する468。θがθthreshより小さい場合、Avg(Vpp)値を用いる補正技法が適用される470。θがθthreshより大きい場合、Max(Vpp)を用いる補正技法が適用される462。より具体的には、0°<θ<θthreshの場合、α=0、β=1が式6に代入される。θthresh<θの場合、α=1、β=0が式6に代入される。例示的実施形態では、θthreshは45°に選択されている。例示的実施形態では、θ<45°の場合、検出欠陥は、円周方向欠陥よりも半径方向/軸方向欠陥に近く、上記の通り、そのタイプの欠陥に対しては、Avg(Vpp)補正技法が、所望の最大検出応答値を導出する。45°<θの場合、検出欠陥は、半径方向/軸方向欠陥よりも円周方向欠陥に近く、やはり上記の通り、そのタイプの欠陥に対しては、Max(Vpp)補正技法が、所望の最大検出応答値を導出する。
【0048】
ただし、θthreshは、0°と90°との間のいかなる角度にでも設定することができ、θthreshは、Max(Vpp)補正技法またはAvg(Vpp)補正技法のいずれが、検出欠陥の長さをより正確に識別する単一の最大検出応答値を導出するかに関して正確な判定を行う計算および/または実験を介して、決定することができる。さらに、重み係数αも、重み係数βも、0か1である必要はない。斜めの欠陥に関して、たとえば、斜めの欠陥364および366では、Max(Vpp)補正技法とAvg(Vpp)補正技法との組合せを使用して単一の最大応答値を求めることができるように重み係数αおよびβを計算することができる。
【0049】
様々な補正技法が、たとえばLSP ECAP、ES ECAP、および全方向性ECAPなどの様々なECAPに対応するために開発され試験されてきた。LSPおよびES ECAPに関して開発された補正技法、たとえば、SQSS補正技法および可変位相補正技法は、一方向性であり、諸ECAPエレメントの構成に固有の位相だけ互いにずらした複数の正弦曲線から単一の最大欠陥応答値を計算し易くした。全方向性ECAPに関しては、正規化を行う前に欠陥の向きを推定する。欠陥の向きは、全方向性ECAPによって得られたECAP画像の1−D信号応答値(Aスキャン)から推定される。Aスキャンの顕著なピークの間隔(Dpp)は、欠陥の長さには関係ないが、欠陥の向きを示し、したがって、欠陥の向きを推定するために使用される。平均ピーク・トゥ・ピーク電圧と最大ピーク・トゥ・ピーク電圧との重み付けされた和は、ECAP画像のAスキャンを正規化するために使用される。推定された向きは、前記の式に用いる、Max(Vpp)およびAvg(Vpp)に与える重み付けを決定する。
【0050】
渦電流アレイプローブを使用するスキャンの検出結果を補正する方法に関する上記の説明はまた、単一コイルのEC検査に拡張することもできる。上記の補正は、有限スキャン増分による特性評価誤差を低減することによって単一コイルのEC欠陥応答値を修正することができる。
【0051】
上記の補正技法は、様々なECAP設計に適応させることができる。補正技法は、使用中のECAPに基づき、かつ/または欠陥の向きの情報に基づいて選択することができる。所望の補正技法が選択され適用されると、欠陥領域が割り出され、見込まれる欠陥長さに対応する単一の最大欠陥応答値が求まる。上記の補正技法を適用することによって、EC応答値と欠陥長さとの改善された相関関係が得られる。
【0052】
渦電流検査の補正技法の例示的実施形態が、上記に詳細に説明されている。その方法およびシステムは、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されることはなく、むしろ、各システムの構成要素および各方法のステップは、本明細書に記載された他の構成要素およびステップとは無関係かつ独立に使用することができる。より具体的には、本明細書の方法およびシステムは、航空機用エンジンの構成部品の検査に関して記載されているが、その方法およびシステムはまた、蒸気タービン、原子力発電所、自動車用エンジンに使用される広く様々な構成部品に適用し、またはあらゆる機械の構成部品の検査に適用することができることを理解されたい。
【0053】
本発明が、様々な特定の実施形態に関して説明されてきたが、当業者は、本発明が、特許請求の範囲の主旨および範囲内で変更して実施することができることを理解するであろう。
【技術分野】
【0001】
本発明の分野は、一般に、構成部品の非破壊検査に関し、より詳細には、渦電流アレイプローブ(ECAP)からの応答値を補正する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
渦電流(EC)検査装置は、それに限定されないがガスタービンエンジンの構成部品などの、構成部品における異常な兆候を検出するのに使用することができる。たとえば、周知のEC検査装置は、構成部品の表面および/または内部のクラック、打痕、母材の突起、および/または他の欠陥を検出するのに使用することができる。EC検査装置はまた、導電率、密度、および/または構成部品に行われた熱処理の程度を含む、構成部品の材料特性を特定するのに使用することもできる。
【0003】
EC画像は、通常、構成部品の表面を単一エレメントのECコイルでスキャンすることによって生成される。構成部品の表面または内部の欠陥は、ECエレメントが欠陥の全範囲を往来したときにそのECエレメントによって検出される。しかし、少なくともある種の周知の渦電流アレイプローブ(ECAP)イメージングでは、構成部品の表面を一方向にスキャンするECエレメントのアレイを使用する。ECエレメントのアレイを使用すると、単一エレメントでのスキャンに比較して、検査時間が短縮され、検査速度が向上する。しかし、ECAP画像は、欠陥の検出に先立つ処理を必要とする。具体的には、ECAPを使用したスキャン中に検出される欠陥は、単一コイルのECイメージングで行われるように1つだけのECエレメントによって全体が捕捉されるのではなく、複数のECエレメントコイルによって部分々々のみが捕捉され得るので、処理が必要になる。ある種のECエレメントのアレイ用の処理技法では、個々のエレメントの振幅の比が欠陥の存在を判定するのに使用される手法に基づくルックアップテーブルを使用することがある。しかし、そのような処理技法は、ルックアップテーブルの誤差に左右される処理であり、その影響を受け得る。
【0004】
さらに、周知のECプローブの用途は、クラックの方向を予め知っている必要があることにより限定される。ディファレンシャル型渦電流プローブの指向性のために、複数の向きの欠陥が予想される場合、欠陥を検出するために、試験片を様々な向きに繰返しスキャンする必要が起こり得る。そのような繰返しスキャンは、時間が掛かり、効率を低下させ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態では、渦電流アレイプローブ(ECAP)を使用して構成部品を検査する方法が説明される。その方法は、ECAPを用いて構成部品の表面をスキャンするステップと、ECAPを用いて複数の部分的欠陥応答値を収集するステップと、複数の部分的欠陥応答値をプロセッサに伝送するステップと、ECAPのエレメントの構成およびエレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップとを含む。
【0006】
別の実施形態では、渦電流アレイプローブ(ECAP)によって検出された欠陥の長さを推定する方法が説明される。その方法は、ECAPのエレメントの構成およびエレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、渦電流プローブから受け取った複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、単一の最大欠陥応答値を導出するために、複数の部分的欠陥応答値に補正技法を適用するステップと、単一の最大欠陥応答値に基づいて欠陥の推定長さを求めるステップとを含む。
【0007】
別の実施形態では、構成部品の非破壊検査用のシステムが説明され、そのシステムは、構成部品の表面および/またはその内部の欠陥の存在を検出し、少なくとも1つの欠陥の長さを推定するように構成されている。そのシステムは、構成部品の渦電流(EC)画像を生成するように構成されたECプローブと、そのECプローブに結合された処理装置とを備える。その処理装置は、ECプローブからEC画像を受け取り、少なくとも1つの補正技法をそのEC画像に適用して単一の最大欠陥応答値を得るように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】例示的渦電流表面欠陥検出システムの概略構成図である。
【図2】図1に示されたシステムに使用することができる例示的外部感知式渦電流プローブ(Sense External Eddy Current Array Probe)(ES ECAP)の図である。
【図3】図2に示されたES ECAPによって収集することができる欠陥応答値データから生成された例示的ECAPフットプリントの図である。
【図4】平方の和補正技法の例示的結果を示す図である。
【図5】可変位相補正技法の例示的結果を示す図である。
【図6】例示的長標準プローブ式渦電流アレイプローブ(Long Standard Probe Eddy Current Array Probe)(LSP ECAP)の図である。
【図7】LSP ECAPによって収集された例示的欠陥応答値データから生成された例示的曲線200の図である。
【図8】LSP ECAPによって生成されたフットプリントに適用されたときの、平方の和補正技法および可変位相補正技法の例示的結果を示す図である。
【図9】例示的全方向性ECAPの図である。
【図10】様々な向きの複数の欠陥を含む例示的構成部品の平面図である。
【図11】全方向性ECAPによって収集された欠陥応答値データから生成された4つの例示的フットプリントの図である。
【図12】図11のフットプリントから導出された4つの例示的Aスキャンの図である。
【図13】全方向性ECAPによって導出された部分的欠陥応答値に使用される例示的補正技法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書には、一実施形態として、渦電流アレイプローブ(ECAP)用の自動欠陥認識(ADR)処理法が記載される。ECAPイメージングでは、構成部品の表面をスキャンする渦電流(EC)エレメントのアレイを使用して画像を生成する。ECAPイメージングは、単一のコイルエレメントによる検査に比較して検査時間の短縮を容易にする。しかし、ECAPによって得られた画像は、ECAPを用いるスキャン中に捕捉される欠陥は複数のエレメントコイルによって部分々々のみが捕捉されるので、欠陥の検出および特性評価に先立って処理を行う必要があり、単一コイルのECイメージングを用いるスキャン中に捕捉される欠陥は、ラスタスキャンのスキャン増分毎に部分的に捕捉される。
【0010】
例示的実施形態では、ADR処理法はデータ処理手順を自動化する。ADR法はまた、信頼性の高い欠陥の認識および特性評価を容易にし、欠陥の誤指示を最低限に抑える。例示的実施形態では、ECAP画像から欠陥の候補信号を識別し、欠陥の大きさおよび向きを推定するために、信号処理アルゴリズムが使用される。そのアルゴリズムは、欠陥からの応答値の最大化を容易に行うために、欠陥の向きを推定し、適切な修正を行うのに用いる基準を確立する。さらに、そのアルゴリズムは、基準画像、ルックアップテーブル、または他のいかなる事前情報も用いることなしに機能することができる。
【0011】
図1は、それに限定されないがガスタービンエンジンのディスク54などの、構成部品52を検査するために使用することができる例示的渦電流欠陥検出システム50の概略構成図である。例示的実施形態では、ディスク54は、複数のダブテールポスト56と、ポスト56の隣接する対の間に画成され、円周方向に離隔配置された複数のダブテールスロット58とを備える。
【0012】
本明細書の方法および装置は、ポスト56およびダブテールスロット58に関して記載されるが、その方法および装置は、広く様々な構成部品に適用することができることを理解されたい。たとえば、本発明は、いかなる形状、大きさ、および/または構成を有する構成部品52にでも使用することができる。そのような構成部品の例には、それらを含めることだけに限定されないが、シール、フランジ、タービンブレード、タービンベーン、および/またはフランジなどのガスタービンエンジンの構成部品を含めることができる。構成部品は、それらに限定されないが、ニッケル基合金、コバルト基合金、チタニウム基合金、鉄基合金、および/またはアルミニウム基合金など、いかなる母材からでも製作することができる。より具体的には、本明細書の方法および装置は、航空機用エンジンの構成部品に関して記載されているが、その方法および装置は、蒸気タービン、原子力発電所、自動車用エンジンに使用される広く様々な構成部品、または他のあらゆる機械的構成部品に適用し、またはそれらの検査に使用することができることを理解されたい。
【0013】
例示的実施形態では、検出システム50は、プローブアセンブリ60と、データ取得/制御システム62とを備える。プローブアセンブリ60は、渦電流(EC)コイル/プローブ70と、プローブ70に結合されているプローブ操作装置72とを備える。渦電流プローブ70およびプローブ操作装置72は、ECプローブ70および/またはプローブ操作装置72、ならびに/あるいはデータ取得/制御システム62へ/から制御/データ情報を伝送することができるように、データ取得/制御システム62にそれぞれ電気的に結合されている。代替実施形態では、システム50はまた、検査過程中、構成部品52を選択的に回転させるターンテーブル(図示せず)を備える。
【0014】
データ取得/制御システム62は、コンピュータインターフェース76と、メモリ80を有するパーソナルコンピュータなどのコンピュータ78と、モニタ82とを備える。コンピュータ78は、ファームウェア(図示せず)に記憶された命令を実行し、本明細書に記載された機能を果たすようにプログラムされている。本明細書で用いられる用語「コンピュータ」は、当技術分野でコンピュータと称される集積回路のみに限定されるのではなく、広く、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を指し、本明細書ではこれらの用語は交換して使用することができる。
【0015】
メモリ80は、当業者には周知の1つまたは複数の揮発性かつ/または不揮発性の記憶装置を示す。コンピュータ78によく用いられる記憶装置の例には、それに限定されないが、固体記憶装置(たとえば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用記憶装置(ROM)、およびフラッシュメモリ)、磁気記憶装置(たとえば、フロッピディスクおよびハードディスク)、および/または光学記憶装置(たとえば、CD−ROM、CD−RW、およびDVD)が含まれる。メモリ80は、コンピュータ78に内装しても外装してもよい。データ取得/制御システム62はまた、それらに限定されないが、コンピュータ78および/または渦電流プローブ70に電気的に結合された帯形記録計、Cスキャン装置、および/または電子記録装置などの記録装置84を備える。
【0016】
使用に際し、ディスク54などの構成部品52は、検査中、構成部品52を所定位置に固定する取付具(図示せず)に装着される。渦電流プローブ70は、検査中、ダブテールスロット58の内側の実質的に全てを容易にスキャンできるように、ダブテールスロット58内に選択的に配置される。例示的実施形態では、プローブ操作装置72は、6軸の操作装置である。ECプローブ70は、プローブ70によるスキャン中にダブテールスロット58の表面内に励起される渦電流に応答して電気信号を生成する。ECプローブ70によって生成された電気信号は、データ通信リンク86を介してデータ取得/制御システム62によって受け取られ、メモリ80および/または記録装置84に記憶される。コンピュータ78はまた、通信リンク88によってプローブ操作装置72に結合されて、ディスク54のスキャンの制御を容易にする。キーボード(図示せず)がコンピュータ78に電気的に結合されて、オペレータがディスク54の検査の制御を容易に行えるようにする。例示的実施形態では、コンピュータ78によって生成された画像のハードコピーを作成するためにプリンタ(図示せず)を設けることもできる。
【0017】
例示的実施形態では、システム50は、従来の検査、単一コイルでの検査、またはECAP検査などのあらゆる種類の渦電流検査を実施するのに使用することができる。システム50は、構成部品52の表面を自動的にスキャンし、取得したデータを画像の形で記憶する。次いで、欠陥認識アルゴリズムが、構成部品52の表面のあらゆる欠陥(もし存在すれば)を識別しその特性を評価するために、コンピュータ78によって用いられる。
【0018】
EC検査が実施される場合、駆動コイルによって磁場が生成される。その種の生成には、それだけには限定されないが、駆動コイルに交流を供給することが含まれ得る。駆動コイルは、検査される構成部品の表面に隣接して配置される。駆動コイルを配置するとき、駆動コイルは検査される表面に実質的に平行に配向される。駆動コイルをそのように配向すると、駆動コイルによって生成される磁場が、検査される表面に実質的に垂直に配向される。
【0019】
センサが駆動コイルに結合されて、2次場を受け取る。対象とする2次場は、駆動コイルによって生成された磁場が、検査される表面上または表面内の表面欠陥から反射された後にそのセンサで受け取られる。センサは、反射された2次場を、視認および/または記録することができる電気信号に変換するように構成されている。
【0020】
ECプローブ70の具体的なタイプの例は、それに限定されないが、外部感知式(Sense External)(ES)ECAP、長標準プローブ式(Long Standard Probe)(LSP)ECAP、全方向性ECAPである。図2は、例示的な外部感知式(Sense External)(ES)100タイプのECAPを示す。ES ECAP 100は、ECエレメントとも呼ばれるECコイルの第1の列102と、ECコイルの第2の列104とを備える。図3は、ES ECAP 100によって収集された欠陥応答値データから生成された例示的ECAP画像130である。第1の列102は、複数のECコイル、たとえばECコイル106と、ECコイル108と、ECコイル110とを備える。第2の列104もまた、複数のECコイル、たとえばECコイル112と、ECコイル114とを備える。
【0021】
一般にECAP画像に関して上記に説明したように、ES ECAP 100によって生成される画像は、ES ECAP 100を用いてスキャンしている間に捕捉される欠陥118が、個々のECコイル106、108、110、112、および114によって部分的に捕捉されるだけなので、欠陥の検出および特性評価に先立って処理する必要がある。ECAP画像130はまた、ECAPフットプリントとも呼ばれ、ES ECAP 100が特定の増分で欠陥をスキャンしたとき、隣接するアレイエレメントによって生成される最大の応答値の曲線を示す。ECAPフットプリント130は、複数の部分的欠陥の応答値、たとえば応答値138、140、142、144、146、148、150、および152を含む。各部分的欠陥の応答値138、140、142、144、146、148、150、および152は、ES ECAP 100のECコイルが受け取る。
【0022】
欠陥118を識別し、欠陥118の長さ120を推定するために、部分的欠陥応答値138、140、142、144、146、148、150、および152を数学関数として表して、単一の最大欠陥応答値(図2または3に示さず)を導出する。欠陥118の向きに関係なく、かつ/または各ECコイル、たとえばECコイル106の幅160(図2に示す)などの幅に沿った、欠陥118の相対位置に関係ない。単一の最大欠陥応答値(図2または3に示さず)は、各検出された欠陥118の長さ120を推定するために使用される。適切な補正手段を用いることによって、ES ECAP 100によって測定された複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を求めることができる。
【0023】
単一の最大欠陥応答値を導出するのに使用することができる補正手段の例は、平方の和の平方(SQSS)補正技法を適用することである。図4は、フットプリント130(図3に示す)にSQSS補正技法を適用した結果を示す。最大欠陥応答値164が図示されている。部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146もまた図示されている。
【0024】
例示的実施形態では、最大欠陥応答値164は、下記の式を用いて計算される。
【0025】
【数1】
フットプリント130内のどの時点でも、顕著なコイル応答値は2つだけである。式1は式2(下記参照)に還元することができ、p1およびp2は最も顕著な2つのコイル応答値であり、最も顕著なコイル応答値は、その特定の時間に最大の振幅を有するコイル応答値として定義される。
【0026】
【数2】
単一の最大欠陥応答値を導出するのに使用することができる補正の別の例は、可変位相補正技法を適用することである。図5は、フットプリント130(図3に示す)に可変位相補正技法を適用した結果を示す。最大欠陥応答値172が図示されている。部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146もまた図示されている。
【0027】
特に、そのような技法では、部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146はサインカーブで近似することができる。最大欠陥応答値172は、部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146を、応答値が同じコイル対に属しているか、異なるコイル対に属しているかによって、特定の位相だけシフトさせることによって計算される。部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146は、ES ECAP 100の物理的構成により、それぞれ異なる位相を有する。本明細書に記載されたSQSS補正技法は、位相が90°異なるサイン波を補正する例示的実施形態である。ES ECAP 100のコイル106、108、110、112、および114は、異なる2つの位相シフトを有する応答値を生成するように応答する。可変位相補正技法は、以下の式を用いて応答値138、140、142、144、および146を補正することを含む。
【0028】
【数3】
【0029】
【数4】
【0030】
【数5】
ここでp1およびp2は最大振幅値である。たとえばコイル106と112など、最大振幅が属するコイル間の位相差φがそれぞれ与えられると、補正値Aは、式5を用いてアレイプローブの各位置に対して計算することができる。
【0031】
図6は、例示的LSP ECAP 180を示す。LSP ECAP 180は、ECエレメントの第1の列182と、ECエレメントの第2の列184とを備える。図7は、LSP ECAP 180によって収集された欠陥応答値データから生成された例示的EC画像200であり、本明細書ではECフットプリント200とも呼ばれる。第1の列182は、複数のECエレメント、たとえばECエレメント186およびECエレメント188を備える。第2の列184もまた、複数のECエレメント、たとえばECエレメント190およびECエレメント192を備える。ECエレメント186、188、190、および192のそれぞれは、反対の極性を有する2つのコイルを備える。たとえば、ECエレメント186は、第1のコイル194と、第2のコイル196とを備え、第1のコイル194は、第2のコイル196とは反対の極性である。
【0032】
ES ECAP 100によって生成された部分的欠陥応答値138、140、142、144、および146に関して上記で説明したように、例示的実施形態では、LSP ECAP 180によって収集された部分的欠陥応答値210、212、214、216、218、220、222、224、および226は、サインカーブで近似することができる。部分的欠陥応答値210、212、214、216、218、220、222、224、および226は、たとえば応答値212と214、および応答値216と218などの対で生じる。例示的実施形態では、対の中の欠陥応答値は、約99°だけ位相がシフトしている。例示的実施形態では、欠陥応答値の緒対間の位相差は約285°である。ES ECAP 100に関して上記で説明したSQSS補正技法および可変位相補正技法は、LSP ECAP 180によって生成される部分的応答値210、212、214、216、218、220、222、224、および226にも適用することができる。
【0033】
図8は、フットプリント200(図7に示す)にSQSS補正技法および可変位相補正技法を適用した結果を示す。本明細書に記載されたSQSS補正技法は最大欠陥応答値240を導出し、上記の可変位相補正技法は最大欠陥応答値242を導出する。最大欠陥応答値240および242は検出された欠陥の長さを推定するのに使用される。
【0034】
図9は、例示的全方向性ECAP 300を示す。ES ECAP 100およびLSP ECAP 180とは相違して、全方向性ECAP 300は、ECエレメントを1列だけ、たとえばエレメント302、304、および306を備え、正極および負極のコイルが重なり合っている。例示的実施形態では、ECエレメント302は、第1の感知コイル310と、第2の感知コイル312とを備える。第1と第2の感知コイル310と312とは、第1(X)の方向および第2(Y)の方向に互いにずれており、第1および/または第2の方向(X、Y)に互いに重なり合っている。本明細書で使用される用語「ずれ」および「重なり合う」は互いに背反するものではない。たとえば、例示的実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、Y方向にずれると共に重なり合っている。言い換えれば、そのような配向では、第1と第2の感知コイル310と312とは、(Y)方向に部分的にずれ、(X)方向には完全にずれている(すなわち重なり合わない)。一実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、各感知コイル310および312の長さ316の少なくとも約25パーセント(25%)だけ第2の方向(Y)に重なり合う。別の実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、各感知コイル310および312の長さ316の少なくとも約33パーセント(33%)だけ第2の方向(Y)に重なり合う。別の実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とは、各感知コイル310および312の長さ316の少なくとも約50パーセント(50%)だけ第2の方向(Y)に重なり合う。
【0035】
全方向性ECプローブ300はまた、第1および第2の感知コイル310および312の近傍にECチャネル302用の探測場を生成する少なくとも1つの駆動コイル318を備える。例示的実施形態では、駆動コイル318は、第1および第2の感知コイル310および312の周りに延在し、ECチャネル302を形成する。
【0036】
比較的大きな表面積のスキャンを向上させるために、ECチャネル302のアレイが使用される。したがって、例示的全方向性ECプローブ300は、複数のECチャネル302と、複数の駆動コイル318とを備える。具体的には、例示的実施形態では、各ECチャネル302に対して少なくとも1つの駆動コイル318が設けられている。
【0037】
例示的実施形態では、第1と第2の感知コイル310と312とを重ね合わせた配向は、全方向性ECプローブ300が、検査する構成部品の欠陥を(Y)方向に沿ういかなる位置でも検出できるようにする。ただし、全方向性ECプローブ300は、ECプローブ300が本明細書に記載の機能を果たすことができるようにする、ECチャネル302のいかなる配向をも備え得る。実質的に同一の複数のECチャネル302を備えることによって、複数のECチャネル302の働きが、実質的に一様になり易くなる。
【0038】
上記のように、全方向性ECアレイプローブ300は、それに限定されないが、ディスク、スプール、および翼を含む航空機用エンジンの構成部品などの、導電性構成部品の表面、または表面近くのクラック(すなわち表面関連の欠陥)の検出に使用される。例示的構成部品は、ニッケル合金およびチタニウム合金から形成されている。ただし、ECプローブ300は、様々な導電性構成部品に使用することができる。
【0039】
図10は、複数の例示的欠陥を含む例示的構成部品350の平面図である。たとえば、例示的実施形態では、構成部品350は、半径方向/軸方向欠陥360、円周方向欠陥362、および2つの斜めの欠陥364および366を含む。半径方向欠陥360、円周方向欠陥362、および斜めの欠陥364および366は、構成部品350に生じ得る様々な欠陥の向きの例である。例示的なECプローブの経路が368に示されている。以下により詳細に説明されるように、半径方向欠陥360、円周方向欠陥362、および斜めの欠陥364および366は、全方向性ECAP300に対して、応答値の最大振幅および応答値の特徴に関して異なる応答をする。
【0040】
ES ECAP画像130(図3〜5に示す)およびLSP ECAP画像200(図7に示す)に関して上記で説明したように、全方向性ECAP 300を用いるスキャン中に捕捉される欠陥は、ECエレメント302、304、および306のそれぞれによって部分々々のみが捕捉されるので、全方向性ECAP 300によって生成された画像は、欠陥の検出および特性評価に先立って処理を行う必要がある。図11は、全方向性ECAP 300によって収集された欠陥応答値データから生成された4つの例示的フットプリント400、402、404、および406を示す。フットプリント400は、たとえば円周方向欠陥362(図10に示す)のような円周方向欠陥に対する応答値によって生成される。フットプリント402は、たとえば半径方向/軸方向欠陥360(図10に示す)のような半径方向/軸方向欠陥に対する応答値によって生成される。フットプリント404および406は、たとえば斜めの欠陥364および366(図10に示す)のような斜めの欠陥に対する応答値によって生成される。
【0041】
各フットプリント400、402、404、および406から、全方向性ECAP 300の正エレメントが受け取った最大電圧のAスキャンを導出することができる。たとえば、図12は、フットプリント400、402、404、および406から導出した4つの例示的Aスキャンを示す。より具体的には、Aスキャン420は、円周方向フットプリント400から得た最大電圧を示す。Aスキャン422は、半径方向/軸方向フットプリント402から得た最大電圧を示す。Aスキャン424は、斜めの欠陥406から得た最大電圧を示し、Aスキャン426は、斜めの欠陥404から得た最大電圧を示す。特に、円周方向欠陥に対応するAスキャン420は、位置440および442に視認される別々の2つのピークを有する。他方、半径方向/軸方向欠陥に対応するAスキャン422は、位置440に視認される重なり合った2つのピークを有する。
【0042】
図13は、全方向性ECAP 300(図9に示す)のような全方向性ECAPによって導出された部分的欠陥応答値に使用される例示的補正技法450の流れ図である。一方向性(すなわち、ECAPに対して1つの向きの欠陥を検出することができる)であるES ECAP 100およびLSP ECAP 180(それぞれ図2および6に示す)とは異なり、全方向性ECAP 300は、全方向性ECAP 300に対していかなる向きの欠陥でも検出することができる。補正技法450によって、検出欠陥の長さと共に検出欠陥の向きを推定することができる。例示的実施形態では、補正技法450は、最大ピーク・トゥ・ピーク電圧(MaxVpp)を使用して単一の最大欠陥応答値を求める。あるいは、平均ピーク・トゥ・ピーク電圧(AvgVpp)、またはMax(Vpp)とAvg(Vpp)との組合せによって、有効な補正を行うこともできる。単一の最大欠陥応答値を求めるのに使用するMax(Vpp)とAvg(Vpp)との組合せは、ECAPに対する欠陥の向きに基づいて選択される。したがって、全方向性ECAP 300によって導出された応答値に補正を行うためには、欠陥の向きを求めなければならない。
【0043】
全方向性ECAP 300によって導出された応答値の補正は、以下の式を用いて達成することができる。すなわち、
【数6】
ここで、αおよびβは、それぞれMax(Vpp)およびAvg(Vpp)に付与される重み係数である。さらに以下に説明されるように、一例として、欠陥が円周方向の向きをもつと判定されると、補正値Aは、α=1、およびβ=0を適用して計算することができる。
【0044】
補正技法450では、全方向性ECAPによって検出された欠陥の向きを求めることができる。欠陥の向きを求めることによって、単一の最大欠陥応答値を計算する式6に使用するαおよびβの値を決定することができる。技法450は、全方向性ECAP 300を用いて、たとえばフットプリント400、402、404、および406(それぞれ図11に示される)などのECAP画像を取得すること452を含む。欠陥応答領域を区分けし454、取得したECAP画像からAスキャン、たとえばAスキャン420、422、424、および426(それぞれ図12に示される)の1つを取り出し、照合する456。取り出されたAスキャンの顕著なピークを識別する458。顕著なピークとは、最大の正のピークおよび最大の負のピークを指す。
【0045】
補正技法450はまた、顕著なピークの符号を比較すること460を含む。顕著なピークが両方とも正、または両方とも負の場合には、αには1の値を与え、βには0の値を与える。したがって、正−負の対のピークがないときは、Max(Vpp)の値を当てはめて462、単一の最大欠陥応答値を求める。
【0046】
顕著な両ピークが反対の極性をもつとき、顕著な両ピークの間隔(Dpp)を求める(466)。一実施形態では、Dppはスキャン目盛り単位で測定される。収集されたAスキャンのDppは、検出欠陥の向きを示す。測定されたDpp値から、以下の式を用いて角度θを求めることができる。
【数7】
角度θは検出欠陥の向きに対応する。Max(Vpp)を用いる補正技法も、Avg(Vpp)を用いる補正技法も、検出欠陥とECAPとの間の角度に直接依存しないので、その角度を正確に求める必要はない。
【0047】
角度θを計算すると、それを角度閾値θthreshと比較する468。θがθthreshより小さい場合、Avg(Vpp)値を用いる補正技法が適用される470。θがθthreshより大きい場合、Max(Vpp)を用いる補正技法が適用される462。より具体的には、0°<θ<θthreshの場合、α=0、β=1が式6に代入される。θthresh<θの場合、α=1、β=0が式6に代入される。例示的実施形態では、θthreshは45°に選択されている。例示的実施形態では、θ<45°の場合、検出欠陥は、円周方向欠陥よりも半径方向/軸方向欠陥に近く、上記の通り、そのタイプの欠陥に対しては、Avg(Vpp)補正技法が、所望の最大検出応答値を導出する。45°<θの場合、検出欠陥は、半径方向/軸方向欠陥よりも円周方向欠陥に近く、やはり上記の通り、そのタイプの欠陥に対しては、Max(Vpp)補正技法が、所望の最大検出応答値を導出する。
【0048】
ただし、θthreshは、0°と90°との間のいかなる角度にでも設定することができ、θthreshは、Max(Vpp)補正技法またはAvg(Vpp)補正技法のいずれが、検出欠陥の長さをより正確に識別する単一の最大検出応答値を導出するかに関して正確な判定を行う計算および/または実験を介して、決定することができる。さらに、重み係数αも、重み係数βも、0か1である必要はない。斜めの欠陥に関して、たとえば、斜めの欠陥364および366では、Max(Vpp)補正技法とAvg(Vpp)補正技法との組合せを使用して単一の最大応答値を求めることができるように重み係数αおよびβを計算することができる。
【0049】
様々な補正技法が、たとえばLSP ECAP、ES ECAP、および全方向性ECAPなどの様々なECAPに対応するために開発され試験されてきた。LSPおよびES ECAPに関して開発された補正技法、たとえば、SQSS補正技法および可変位相補正技法は、一方向性であり、諸ECAPエレメントの構成に固有の位相だけ互いにずらした複数の正弦曲線から単一の最大欠陥応答値を計算し易くした。全方向性ECAPに関しては、正規化を行う前に欠陥の向きを推定する。欠陥の向きは、全方向性ECAPによって得られたECAP画像の1−D信号応答値(Aスキャン)から推定される。Aスキャンの顕著なピークの間隔(Dpp)は、欠陥の長さには関係ないが、欠陥の向きを示し、したがって、欠陥の向きを推定するために使用される。平均ピーク・トゥ・ピーク電圧と最大ピーク・トゥ・ピーク電圧との重み付けされた和は、ECAP画像のAスキャンを正規化するために使用される。推定された向きは、前記の式に用いる、Max(Vpp)およびAvg(Vpp)に与える重み付けを決定する。
【0050】
渦電流アレイプローブを使用するスキャンの検出結果を補正する方法に関する上記の説明はまた、単一コイルのEC検査に拡張することもできる。上記の補正は、有限スキャン増分による特性評価誤差を低減することによって単一コイルのEC欠陥応答値を修正することができる。
【0051】
上記の補正技法は、様々なECAP設計に適応させることができる。補正技法は、使用中のECAPに基づき、かつ/または欠陥の向きの情報に基づいて選択することができる。所望の補正技法が選択され適用されると、欠陥領域が割り出され、見込まれる欠陥長さに対応する単一の最大欠陥応答値が求まる。上記の補正技法を適用することによって、EC応答値と欠陥長さとの改善された相関関係が得られる。
【0052】
渦電流検査の補正技法の例示的実施形態が、上記に詳細に説明されている。その方法およびシステムは、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されることはなく、むしろ、各システムの構成要素および各方法のステップは、本明細書に記載された他の構成要素およびステップとは無関係かつ独立に使用することができる。より具体的には、本明細書の方法およびシステムは、航空機用エンジンの構成部品の検査に関して記載されているが、その方法およびシステムはまた、蒸気タービン、原子力発電所、自動車用エンジンに使用される広く様々な構成部品に適用し、またはあらゆる機械の構成部品の検査に適用することができることを理解されたい。
【0053】
本発明が、様々な特定の実施形態に関して説明されてきたが、当業者は、本発明が、特許請求の範囲の主旨および範囲内で変更して実施することができることを理解するであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
渦電流アレイプローブ(ECAP)を使用して構成部品を検査する方法であって、
前記ECAPを用いて前記構成部品の表面をスキャンするステップと、
前記ECAPを用いて複数の部分的欠陥応答値を収集するステップと、
前記複数の部分的欠陥応答値をプロセッサに伝送するステップと、
前記ECAPのエレメントの構成および前記エレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、前記複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、
前記複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップとを含む方法。
【請求項2】
前記単一の最大欠陥応答値に基づいて欠陥の概略長さを求めるステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項3】
単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、単一の最大欠陥応答値または欠陥の概略長さを得るために、ルックアップテーブルを使用することなく前記複数の部分的欠陥応答値を補正するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項4】
単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、該単一の最大欠陥応答値を導出するために平方の和の平方(SQSS)補正技法を使用するステップであって、下記の式、すなわち、
【数1】
を使用し、ここでp1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、補正値Aを前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項5】
単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、該単一の最大欠陥応答値を導出するために可変位相補正技法を使用するステップであって、以下の式、すなわち、
【数2】
を使用し、ここで、p1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、φは前記ECAPのコイル間の位相差であり、補正値Aを前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記ECAPによって検出された欠陥の向きを推定するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項7】
欠陥の向きを推定するステップが、
全方向性ECAPを使用してECAP画像を取得するステップと、
前記取得したECAP画像からAスキャンを取り出すステップと、
前記Aスキャンの顕著なピークの間隔を求めるステップと、
前記顕著なピークの間隔に基づいて欠陥の角度を計算するステップと
を含む、請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記推定された欠陥の向きに基づいて、最大ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法および平均ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法の少なくとも1つを前記複数の部分的欠陥応答値に適用するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。
【請求項9】
前記複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、前記欠陥の向きが、前記ECAPに対して、半径方向/軸方向の向きより円周方向の向きに近いと推定されたとき、前記ECAP画像の最大ピーク・トゥ・ピーク電圧を解析するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。
【請求項10】
前記複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、前記欠陥の向きが、前記ECAPに対して、円周方向の向きより半径方向/軸方向の向きに近いと推定されたとき、前記ECAP画像の平均ピーク・トゥ・ピーク電圧を解析するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。
【請求項11】
渦電流アレイプローブ(ECAP)によって検出された欠陥の長さを推定する方法であって、
前記ECAPのエレメントの構成および前記エレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、前記ECAPから受け取った複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、
単一の最大欠陥応答値を導出するために、前記複数の部分的欠陥応答値に補正技法を適用するステップと、
前記単一の最大欠陥応答値に基づいて前記欠陥の推定長さを求めるステップと
を含む方法。
【請求項12】
構成部品の非破壊検査用のシステムであって、前記構成部品の表面および/またはその内部の欠陥の存在を検出し、少なくとも1つの欠陥の長さを推定するように構成されたシステムにおいて、
前記構成部品の渦電流(EC)画像を生成するように構成されたECプローブと、
前記ECプローブに結合されたプロセッサであって、前記ECプローブから前記EC画像を受け取り、単一の最大欠陥応答値を得るように構成されたプロセッサと
を備えるシステム。
【請求項13】
前記プロセッサが、前記単一の最大欠陥応答値に基づいて、検出された欠陥の推定長さを求めるようにさらに構成されている、請求項12記載のシステム。
【請求項14】
前記プロセッサが、前記単一の最大欠陥応答値または概略欠陥長さを得るために、ルックアップテーブルを用いることなく、少なくとも1つの補正技法を前記EC画像に適用して、前記単一の最大欠陥応答値を得るように構成されている、請求項13記載のシステム。
【請求項15】
前記プロセッサが、平方の和の平方(SQSS)補正技法を適用するように構成され、単一の最大欠陥応答値が、以下の式、すなわち、
【数3】
を使用して得られ、ここでp1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、補正値Aが前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算される、請求項12記載のシステム。
【請求項16】
前記プロセッサが、可変位相補正技法を適用するように構成され、単一の最大欠陥応答値が、以下の式、すなわち、
【数4】
を使用して得られ、ここで、p1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、φは前記ECプローブのコイル間の位相差であり、補正値Aが前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算される、請求項12記載のシステム。
【請求項17】
前記ECプローブが、外部感知式(ES)渦電流アレイプローブ(ECAP)、長標準プローブ式(LSP) ECAP、および全方向性ECAPの少なくとも1つを備える、請求項12記載のシステム。
【請求項18】
前記プロセッサが、前記ECAPによって検出された欠陥の向きを、
全方向性ECAPから受け取った前記EC画像からAスキャンを取り出すステップと、
前記Aスキャンの顕著なピークの間隔を求めるステップと、
前記顕著なピークの間隔を用いて欠陥の角度を計算するステップと
によって推定するように構成されている、請求項17記載のシステム。
【請求項19】
前記プロセッサが、前記推定された欠陥の向きに基づいて、最大ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法および平均ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法の少なくとも1つを前記複数の部分的欠陥応答値に適用するようにさらに構成されている、請求項17記載のシステム。
【請求項20】
前記プロセッサが、補正技法を適用して、前記ECAP画像の最大ピーク・トゥ・ピーク電圧および前記ECAP画像の平均ピーク・トゥ・ピーク電圧の少なくとも1つを解析することによって前記単一の最大欠陥応答値を導出するようにさらに構成されており、前記最大電圧および前記平均電圧のレベルが前記推定された欠陥の向きによって決定される、請求項17記載のシステム。
【請求項1】
渦電流アレイプローブ(ECAP)を使用して構成部品を検査する方法であって、
前記ECAPを用いて前記構成部品の表面をスキャンするステップと、
前記ECAPを用いて複数の部分的欠陥応答値を収集するステップと、
前記複数の部分的欠陥応答値をプロセッサに伝送するステップと、
前記ECAPのエレメントの構成および前記エレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、前記複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、
前記複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップとを含む方法。
【請求項2】
前記単一の最大欠陥応答値に基づいて欠陥の概略長さを求めるステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項3】
単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、単一の最大欠陥応答値または欠陥の概略長さを得るために、ルックアップテーブルを使用することなく前記複数の部分的欠陥応答値を補正するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項4】
単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、該単一の最大欠陥応答値を導出するために平方の和の平方(SQSS)補正技法を使用するステップであって、下記の式、すなわち、
【数1】
を使用し、ここでp1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、補正値Aを前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項5】
単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、該単一の最大欠陥応答値を導出するために可変位相補正技法を使用するステップであって、以下の式、すなわち、
【数2】
を使用し、ここで、p1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、φは前記ECAPのコイル間の位相差であり、補正値Aを前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記ECAPによって検出された欠陥の向きを推定するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
【請求項7】
欠陥の向きを推定するステップが、
全方向性ECAPを使用してECAP画像を取得するステップと、
前記取得したECAP画像からAスキャンを取り出すステップと、
前記Aスキャンの顕著なピークの間隔を求めるステップと、
前記顕著なピークの間隔に基づいて欠陥の角度を計算するステップと
を含む、請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記推定された欠陥の向きに基づいて、最大ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法および平均ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法の少なくとも1つを前記複数の部分的欠陥応答値に適用するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。
【請求項9】
前記複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、前記欠陥の向きが、前記ECAPに対して、半径方向/軸方向の向きより円周方向の向きに近いと推定されたとき、前記ECAP画像の最大ピーク・トゥ・ピーク電圧を解析するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。
【請求項10】
前記複数の部分的欠陥応答値から単一の最大欠陥応答値を導出するステップが、前記欠陥の向きが、前記ECAPに対して、円周方向の向きより半径方向/軸方向の向きに近いと推定されたとき、前記ECAP画像の平均ピーク・トゥ・ピーク電圧を解析するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。
【請求項11】
渦電流アレイプローブ(ECAP)によって検出された欠陥の長さを推定する方法であって、
前記ECAPのエレメントの構成および前記エレメントの解像度の少なくとも1つに基づいて、前記ECAPから受け取った複数の部分的欠陥応答値を数学関数として表すステップと、
単一の最大欠陥応答値を導出するために、前記複数の部分的欠陥応答値に補正技法を適用するステップと、
前記単一の最大欠陥応答値に基づいて前記欠陥の推定長さを求めるステップと
を含む方法。
【請求項12】
構成部品の非破壊検査用のシステムであって、前記構成部品の表面および/またはその内部の欠陥の存在を検出し、少なくとも1つの欠陥の長さを推定するように構成されたシステムにおいて、
前記構成部品の渦電流(EC)画像を生成するように構成されたECプローブと、
前記ECプローブに結合されたプロセッサであって、前記ECプローブから前記EC画像を受け取り、単一の最大欠陥応答値を得るように構成されたプロセッサと
を備えるシステム。
【請求項13】
前記プロセッサが、前記単一の最大欠陥応答値に基づいて、検出された欠陥の推定長さを求めるようにさらに構成されている、請求項12記載のシステム。
【請求項14】
前記プロセッサが、前記単一の最大欠陥応答値または概略欠陥長さを得るために、ルックアップテーブルを用いることなく、少なくとも1つの補正技法を前記EC画像に適用して、前記単一の最大欠陥応答値を得るように構成されている、請求項13記載のシステム。
【請求項15】
前記プロセッサが、平方の和の平方(SQSS)補正技法を適用するように構成され、単一の最大欠陥応答値が、以下の式、すなわち、
【数3】
を使用して得られ、ここでp1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、補正値Aが前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算される、請求項12記載のシステム。
【請求項16】
前記プロセッサが、可変位相補正技法を適用するように構成され、単一の最大欠陥応答値が、以下の式、すなわち、
【数4】
を使用して得られ、ここで、p1およびp2は所定のスキャン位置での最大振幅値であり、φは前記ECプローブのコイル間の位相差であり、補正値Aが前記所定のスキャン位置のそれぞれに対して計算される、請求項12記載のシステム。
【請求項17】
前記ECプローブが、外部感知式(ES)渦電流アレイプローブ(ECAP)、長標準プローブ式(LSP) ECAP、および全方向性ECAPの少なくとも1つを備える、請求項12記載のシステム。
【請求項18】
前記プロセッサが、前記ECAPによって検出された欠陥の向きを、
全方向性ECAPから受け取った前記EC画像からAスキャンを取り出すステップと、
前記Aスキャンの顕著なピークの間隔を求めるステップと、
前記顕著なピークの間隔を用いて欠陥の角度を計算するステップと
によって推定するように構成されている、請求項17記載のシステム。
【請求項19】
前記プロセッサが、前記推定された欠陥の向きに基づいて、最大ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法および平均ピーク・トゥ・ピーク電圧補正技法の少なくとも1つを前記複数の部分的欠陥応答値に適用するようにさらに構成されている、請求項17記載のシステム。
【請求項20】
前記プロセッサが、補正技法を適用して、前記ECAP画像の最大ピーク・トゥ・ピーク電圧および前記ECAP画像の平均ピーク・トゥ・ピーク電圧の少なくとも1つを解析することによって前記単一の最大欠陥応答値を導出するようにさらに構成されており、前記最大電圧および前記平均電圧のレベルが前記推定された欠陥の向きによって決定される、請求項17記載のシステム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公表番号】特表2011−520091(P2011−520091A)
【公表日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−540223(P2010−540223)
【出願日】平成19年12月31日(2007.12.31)
【国際出願番号】PCT/IN2007/000622
【国際公開番号】WO2009/083996
【国際公開日】平成21年7月9日(2009.7.9)
【出願人】(390041542)ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】GENERAL ELECTRIC COMPANY
【Fターム(参考)】
【公表日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年12月31日(2007.12.31)
【国際出願番号】PCT/IN2007/000622
【国際公開番号】WO2009/083996
【国際公開日】平成21年7月9日(2009.7.9)
【出願人】(390041542)ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】GENERAL ELECTRIC COMPANY
【Fターム(参考)】
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