生命科学関連特許情報
| タイトル： | 特許公報(B2)_ノイズ除去方法 |
| 出願番号： | 1997271705 |
| 年次： | 2006 |
| IPC分類： | G01N 29/44 |
特許情報キャッシュ
土屋 憲一郎 大谷 靖弘 JP 3733221 特許公報(B2) 20051021 1997271705 19971003 ノイズ除去方法 ＪＦＥ工建株式会社 000231132 遠山 勉 100089244 松倉 秀実 100090516 佐藤 宗徳 100091100 土屋 憲一郎 大谷 靖弘 20060111 G01N 29/44 20060101AFI20051215BHJP JPG01N29/22 501 G01N 29/00 - 29/28 A61B 8/00 - 8/15 特開平３−２３３３５３（ＪＰ，Ａ） 特開平８−３２７６１２（ＪＰ，Ａ） 1 1999108908 19990423 6 20031104 鈴木 俊光 【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探傷装置などに適用するのに好適なノイズ除去方法に関する。【０００２】【従来の技術】従来、信号のノイズ除去には、ノイズフィルタ、アース、回路切断などの物理的な手段を用いるか、または電気的なノイズキャンセラーを用いるのが普通であった。【０００３】また、波形処理によりノイズ除去を行う場合もあるが、この場合には周知のように積分法が用いられている。この積分法においては、図３（Ａ）に示すように同一の信号発生源から発生された特定の信号Ｓをｎ回（ここではｎ＝２）検出して、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように検出信号Ｓａ、Ｓｂを得る。【０００４】そして、同図（Ｄ）に示すように検出したこれらの信号Ｓａ、Ｓｂを加算して検出回数ｎ（ここではｎ＝２）で除算することにより、検出すべき信号成分（ｈ１＋ｈ２）／ｎを残したまま、各信号Ｓａ、Ｓｂに含まれているノイズａ１、ａ２を（ａ１／ｎ）、（ａ２／ｎ）に低減することにより、除去するようになっている。【０００５】すなわち、各検出信号Ｓａ、Ｓｂに含まれるノイズａ１、ａ２は、それぞれ発生時期及び大きさが異なるので、これらを加算しても各ノイズａ１、ａ２の大きさは増大しないため、各検出信号Ｓａ、Ｓｂを加算した後、検出回数ｎで除算することにより各ノイズａ１、ａ２が１／ｎになって除去されるのである。【０００６】【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の物理的なノイズ除去手段では、超音波と同じ周波数帯のノイズをカットできないという問題があった。例えば、図４（Ａ）に示すように、１５ｋＨｚの溶接パルスＳｄに、超音波と同じ周波数帯（１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ）の高周波溶接のスイッチングノイズａ３が重畳している場合、これを従来の物理的なノイズ除去手段で処理すると、同図（Ｂ）に示すようにスイッチングノイズａ３だけが残ってしまうという問題があった。【０００７】また、従来の積分法による電気的なノイズ除去は、特定信号Ｓの検出回数ｎを多くしないとノイズ除去効果が低くなるという問題があった。本発明の目的は、このような問題点を解決することにあり、超音波と同じ周波数帯のノイズを確実に除去することができ、更に、信号の検出回数を少なくしてもノイズ除去効果を上げることが可能なノイズ除去方法を提案することにある。【０００８】【課題を解決するための手段】 本発明はノイズ除去方法であり、前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明のノイズ除去方法は、 同一の信号発生源から発生し、抽出すべきパルス状の有効成分と、検出毎に異なるタイミングで発生するパルス状のノイズ成分を含む超音波探傷装置の反射エコーの検出信号を複数回検出し、 前記複数回検出した各反射エコーの検出信号における波形を記録し、 前記記録した各反射エコーの検出信号の波形を同一のタイミングで比較して、波高値０を含む最小の波高値を抽出することにより、信号波形を得ることを特徴とする。【０００９】このノイズ除去方法は、記録した複数個の信号の波形のうち、同一のタイミングで発生した部分の最小値が残され、異なるタイミングで発生した部分が全て除去される。【００１０】 また、本発明では、超音波探傷装置の反射エコーの検出信号のうち、同一のタイミングで発生する有効成分を抽出し、それ以外のノイズ成分を除去することができる。【００１１】【発明の実施の形態】以下、本発明に係るノイズ除去方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。【００１２】 図１は、本発明に係るノイズ除去方法を説明する図である。このノイズ除去方法においては、図１（Ａ）に示すように同一の信号発生源から発生したノイズ除去すべき特定の信号Ｓを複数回、本実施の形態では２回検出する。そして、同図（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、検出した各信号Ｓ１、Ｓ２の波形を記録する。【００１３】 本実施の形態では、検出信号Ｓ１にはパルス状の有効成分ｅ１とパルス状のノイズ成分ａ１とが含まれており、検出信号Ｓ２にはパルス状の有効成分ｅ２とパルス状のノイズ成分ａ２とが含まれている。各有効成分ｅ１、ｅ２は殆ど同一のタイミングで検出され、各ノイズ成分ａ１、ａ２は上記有効成分ｅ１，ｅ２と異なるタイミングで、且つ互いに異なるタイミングで検出される。【００１４】 次に、これらの記録した各検出信号Ｓ１、Ｓ２のそれぞれの波形の波高値を同一のタイミングで比較して最小値を抽出する。これにより、同図（Ｄ）に示すように信号Ｓ４が得られる。この信号Ｓ４には、各検出信号Ｓ１、Ｓ２に同一のタイミングで発生した有効成分ｅ１、ｅ２のうち最小の波高値、ここでは有効成分ｅ２が残される。【００１５】 また、各検出信号Ｓ１、Ｓ２のノイズ成分ａ１、ａ２は、夫々異なるタイミングで検出されているので、各検出信号Ｓ１、Ｓ２の各ノイズ成分ａ１、ａ２が発生した範囲を同一のタイミングで比較して小さい方を抽出すると、ノイズ成分ａ１、ａ２が無いほうの波高値０が抽出される。これによって、ノイズ成分ａ１、ａ２が除去される。【００１６】なお、各検出信号Ｓ１、Ｓ２の波高値の比較は、複数の位置で行われる。また、上述の実施の形態では、特定信号Ｓの検出回数を２回とした場合について説明したが、例えばノイズが多い場合などには、特定信号Ｓの検出回数を３回以上とすることができる。【００１７】 このように、このノイズ除去方法においては、特定信号Ｓを複数回、ここでは２回検出して得られた検出信号Ｓ１、Ｓ２の波形を記録し、その波高値ｈ１、ｈ２を同一のタイミングで比較して最小値ｈ２を抽出するだけなので、従来の積分法によるノイズ除去のように検出回数ｎを多くしなくてもノイズ除去効果を向上させることができる。また、検出信号及びノイズの周波数に影響を受けないので、超音波の周波数帯のノイズでも確実に除去することができる。【００１８】このノイズ除去方法は、超音波探傷装置の反射エコーの検出時に適用することができる。この場合は、同一の反射エコーを複数回検出し、これらの検出された反射エコーの波形を記録し、各波形の波高値を所定のタイミングで比較して最小値を抽出する。これによって、反射エコーの検出信号に含まれるノイズ成分を除去することができる。また、この場合には、サンプリングしたデータを圧縮した後の波形を用いて、上述と同様にノイズ除去処理をすることができる。【００１９】上述の超音波探傷装置においては、反射エコー検出用の探触子が移動している最中に反射エコーを検出して、上述と同様な方法でノイズキャンセル処理をすることもできる。【００２０】 但し、この場合は、図２（Ａ）に示すように第１回目の検出信号Ｓ１と第２回目の検出信号Ｓ２とが位置ずれするので、同図（Ｂ）に示すようにノイズキャンセル処理後の信号Ｓ５は、各検出信号Ｓ１、Ｓ２の波高値ｈ１、ｈ２より大幅に小さい値ｈ３となる。したがって、この場合には、例えば検出信号Ｓ２にディレイを入れるなどして検出信号Ｓ１との位置合わせが必要になる。この位置合わせは、探触子が低速または停止している場合には不要である。【００２１】【発明の効果】以上説明したように、本発明のノイズ除去方法によれば、特定の信号を複数回検出してその波形の波高値を所定のタイミングで比較して小さい方を抽出するだけでノイズを除去することができるので、ノイズ除去効果を上げることができる。また、検出信号及びノイズの周波数に拘わらずノイズを除去できるので、超音波の周波数帯のノイズも確実に除去することができる。【００２２】特定の信号を超音波探傷装置における反射エコーの検出信号とした場合は、超音波探傷装置の反射エコーのノイズを容易にしかも確実に除去することができる。【図面の簡単な説明】【図１】本発明に係るノイズ除去方法を説明する図である。【図２】本発明に係るノイズ除去方法の検出信号の位置ずれを説明する図である。【図３】従来例に係るノイズキャンセラによるノイズ除去方法を説明する図である。【図４】従来例に係る物理的なノイズ除去装置によるノイズ除去方法を説明する図である。【符号の説明】Ｓ 特定の信号Ｓ１、Ｓ２ 検出信号ｈ１、ｈ２ 波高値 同一の信号発生源から発生し、抽出すべきパルス状の有効成分と、検出毎に異なるタイミングで発生するパルス状のノイズ成分を含む超音波探傷装置における反射エコーの検出信号を複数回検出し、 前記複数回検出した各反射エコーの検出信号における波形を記録し、 前記記録した各反射エコーの検出信号における各波形を同一のタイミングで比較して、波高値０を含む最小の波高値を抽出することにより、信号波形を得ることを特徴とするノイズ除去方法。