特開 2023-88011 検査方法、検査装置、検査システム及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023088011

(43)【公開日】2023-06-26

(54)【発明の名称】検査方法、検査装置、検査システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3581 20140101AFI20230619BHJP

【ＦＩ】

G01N21/3581

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021202622

(22)【出願日】2021-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水内 理映子

(72)【発明者】

【氏名】久里 裕二

(72)【発明者】

【氏名】長 広明

(72)【発明者】

【氏名】中村 勇介

(72)【発明者】

【氏名】野田 周平

(72)【発明者】

【氏名】森 浩樹

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059BB15

2G059EE02

2G059GG08

2G059HH05

2G059JJ11

2G059JJ22

2G059MM01

(57)【要約】

【課題】電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を非破壊で検査する時間を短縮することが可能な検査方法、検査装置、検査システム及びプログラムを提供することにある。
【解決手段】実施形態によれば、電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する検査方法が提供される。検査方法は、樹脂に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されたパルス波の当該樹脂の内部に混入している異物の界面からの反射波に応じた反射波信号を取得するステップと、取得された反射波信号に基づいて異物を含む画像を生成するステップとを具備する。複数の照射点は、生成される画像を構成する複数の画素に対して疎に設定されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する検査方法であって、
前記樹脂に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されたパルス波の当該樹脂の内部に混入している異物の界面からの反射波に応じた反射波信号を取得するステップと、
前記取得された反射波信号に基づいて前記異物を含む画像を生成するステップと
を具備し、
前記複数の照射点は、前記生成される画像を構成する複数の画素に対して疎に設定されている
検査方法。

【請求項2】

前記生成するステップは、圧縮センシング技術を適用することによって前記画像を生成する請求項１記載の検査方法。

【請求項3】

前記電力機器の構造と前記樹脂及び当該樹脂の内部に混入している可能性がある異物の比誘電率との少なくとも一方に基づいて、前記パルス波の伝搬挙動を予測するステップとを更に具備し、
前記パルス波の照射条件は、前記予測されたパルス波の伝搬挙動に基づいて設定される
請求項１または２記載の検査方法。

【請求項4】

前記パルス波の照射条件は、前記パルス波の周波数と、前記パルス波を発振するように構成された発振装置の位置及び前記反射波を受信するように構成された受信装置の位置との少なくとも一方を含む請求項３記載の検査方法。

【請求項5】

前記取得された反射波信号に基づいて反射波形を示す波形データを生成するステップと、
前記生成された波形データに基づいて前記異物の種別を判別するステップと
を更に具備し、
前記異物の種別は、異物の界面からの反射波形を示す波形データと当該異物の周囲の樹脂からの反射波形を示す波形データとの相関性を予め学習した学習済モデルを用いて判別される
請求項１～４のいずれか一項に記載の検査方法。

【請求項6】

前記異物は、金属、気泡、樹脂バリ、剥離及びき裂のうちの少なくとも１つを含み、
前記パルス波は、少なくとも０．１テラヘルツ帯のテラヘルツ波を含む
請求項１～５のいずれか一項に記載の検査方法。

【請求項7】

前記パルス波を発振するように構成された発振装置及び前記反射波を受信するように構成された受信装置は、前記パルス波及び前記反射波を収束させるレンズを備えるように構成されている請求項１～６のいずれか一項に記載の検査方法。

【請求項8】

前記パルス波を発振するように構成された発振装置及び前記反射波を受信するように構成された受信装置は、前記パルス波及び前記反射波を収束させるレンズを備えないように構成されている請求項１～６のいずれか一項に記載の検査方法。

【請求項9】

電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する検査装置であって、
前記樹脂に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されたパルス波の当該樹脂の内部に混入している異物の界面からの反射波に応じた反射波信号を取得する取得手段と、
前記取得された反射波信号に基づいて前記異物を含む画像を生成する生成手段と
を具備し、
前記複数の照射点は、前記生成される画像を構成する複数の画素に対して疎に設定されている
検査装置。

【請求項10】

電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する検査システムであって、
前記樹脂に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されるパルス波を発振するように構成された発振装置と、
前記パルス波の前記樹脂の内部に混入している異物の界面からの反射波を受信するように構成された受信装置と、
前記受信装置によって受信された反射波に応じた反射波信号を取得する取得手段と、前記取得された反射波信号に基づいて前記異物を含む画像を生成する生成手段とを含む検査装置と
を具備し、
前記複数の照射点は、前記生成される画像を構成する複数の画素に対して疎に設定されている
検査システム。

【請求項11】

電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する検査装置のコンピュータによって実行されるプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記樹脂に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されたパルス波の当該樹脂の内部に混入している異物の界面からの反射波に応じた反射波信号を取得するステップと、
前記取得された反射波信号に基づいて前記異物を含む画像を生成するステップと
を実行させ、
前記複数の照射点は、前記生成される画像を構成する複数の画素に対して疎に設定されている
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、検査方法、検査装置、検査システム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、電力機器は、金属によって形成される導電部（導電体）が樹脂で覆われることによって、絶縁性を維持することができるように構成されている場合が多い。

【0003】

しかしながら、上記した導電部を樹脂で覆う工程においては、当該樹脂の内部に異物が混入する場合がある。このような異物は電力機器における部分放電または絶縁破壊を引き起こし、当該電力機器の故障原因となり得る。

【0004】

このため、異物の混入に関して導電部を覆う樹脂の内部を検査することが求められている。この場合、例えば樹脂を破壊して当該樹脂の内部に異物が混入しているか否かを検査することは可能であるが、このような検査手法は、樹脂の破壊が必要であるため、破壊費用の発生または検査にかかる労力等の観点から好ましくない。このため、樹脂を破壊することなく（つまり、非破壊で）当該樹脂の内部を検査することが望ましい。

【0005】

しかしながら、導電部を覆う樹脂は厚みがあり、かつ、電力機器（製品）によって構造（例えば、樹脂の形状等）が異なるため、非破壊で当該樹脂の内部を検査することは困難である。また、異物の混入に対する対策を講じるためには樹脂の内部に混入している異物の種別を判別することが有用であるが、非破壊で当該異物の種別を判別（検査）することも困難である。特に混入異物はサイズが小さいものが多く、精密な検査が必要になる。このため、非破壊で樹脂の内部を検査する場合には、多くの時間を要する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－１０５６４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を非破壊で検査する時間を短縮することが可能な検査方法、検査装置、検査システム及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態によれば、電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する検査方法が提供される。前記検査方法は、前記樹脂に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されたパルス波の当該樹脂の内部に混入している異物の界面からの反射波に応じた反射波信号を取得するステップと、前記取得された反射波信号に基づいて前記異物を含む画像を生成するステップとを具備する。前記複数の照射点は、前記生成される画像を構成する複数の画素に対して疎に設定されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る検査装置の機能構成の一例を示す図。

【図2】検査装置のハードウェア構成の一例を示す図。

【図3】電力機器を模式的に示す図。

【図4】レンズ方式が採用されている発振装置と受信装置との位置関係の一例を示す図。

【図5】レンズレス方式が採用されている発振装置及び受信装置について説明するための図。

【図6】発振装置と受信装置との位置関係の他の例を示す図。

【図7】検査装置の処理手順の一例を示す図。

【図8】シミュレーションモデルの概要について説明するための図。

【図9】第１材質及び第２材質の界面で反射した反射波の一例について説明するための図。

【図10】第１材質及び第２材質の界面で反射した反射波の一例にについて説明するための図。

【図11】第１材質及び第２材質の界面で反射した反射波の一例にについて説明するための図。

【図12】実際の検査結果に基づく反射波形の一例を示す図。

【図13】実際の検査結果に基づく反射強度の一例を示す図。

【図14】圧縮センシング技術を適用することによって生成される画像の一例について説明するための図。

【図15】異物からの反射波と当該異物の周囲の樹脂からの反射波とを比較した際の反射波の特性の差異について説明するための図。

【図16】レンズ方式が採用されている場合に生成される画像の一例を示す図。

【図17】レンズレス方式が採用されている場合に生成される画像の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。
本実施形態に係る検査装置は、樹脂によって導電部（導電体）が覆われるように構成されている電力機器に対してパルス波を照射することにより、当該樹脂を破壊することなく、当該樹脂の内部を検査する（つまり、当該樹脂の内部に混入している異物を検出する）ために用いられる。

【0011】

なお、本実施形態においては、樹脂の内部に混入している異物の種別として、例えば金属、気泡及び樹脂バリ等を想定している。また、異物の種別は、例えば導電部と樹脂との間に生じている剥離や樹脂内に生じているき裂のような電力機器の異常（欠陥）を含む概念であってもよい。

【0012】

電力機器は、例えば遮断器、断路器、変流器または変圧器等の機器を含む。また、電力機器は、部分放電を発生する可能性がある機器であれば、例えば電力用変圧器、ガス絶縁開閉器、発電機、電動機またはリアクトル等であってもよい。このような電力機器は、電源ケーブルを介して外部から高電圧及び大電流を通電するため、絶縁性を維持するように導電部が樹脂で覆われた構成を有する。

【0013】

ここで、上記した樹脂の内部を非破壊で検査する手法としては、例えばＸ線または赤外線等の電磁波を用いる手法や超音波を用いる手法がある。以下、このような検査に使用されるいくつかの手法について簡単に説明する。

【0014】

まず、Ｘ線は、樹脂透過性がよいため、樹脂の内部の検査に使用することができる。しかしながら、Ｘ線は金属に対して透過性が低いため、金属が埋め込まれている構造体の場合には、適切な検査を行うことができない可能性がある。なお、例えばＸ線ＣＴ装置を用いた検査（Ｘ線ＣＴ検査）によれば金属が埋め込まれていても樹脂の内部を検査（観察）することは可能であるが、大型の電力機器の場合は一般的なＸ線ＣＴ装置では検査することができない。大型の電力機器に対応可能なＸ線ＣＴ装置も存在するが、このようなＸ線ＣＴ装置は特殊仕様であり、当該Ｘ線ＣＴ装置を用いた検査は現実的でない。また、Ｘ線を用いる場合には放射線管理も必要となる。

【0015】

更に、異物の混入に対する対策を講じるためには樹脂の内部に混入している異物の種別を判別することが有用であるが、当該異物の種別を判別するという観点からすれば、Ｘ線を使用した場合には、密度の違いにより、樹脂の内部に混入している金属及び気泡等を判別することは可能であると考えられる。しかしながら、樹脂バリのような密度が近いもの同士を区別して検出することはできない。

【0016】

次に、赤外線（を用いたサーモグラフィ）に関しては、簡便に樹脂の内部の情報を得ることが可能であるが、樹脂が厚く（例えば、３ｍｍ以上）なると当該情報を得ることが難しくなる。また、赤外線の場合には、分解能が低いため、小さな異物を検出することは困難である。また、異物の種別については熱伝導差で判別することになるため、赤外線を用いて異物の種別を判別するのは困難である。

【0017】

また、超音波は、比較的簡易に、高い分解能で樹脂の内部の情報を得ることができる。しかしながら、超音波は樹脂中での減衰が大きく、一般的な手法では厚い樹脂（例えば、１０ｍｍ以上）の検査は困難である。また、超音波は空気中での減衰も大きいため、検査時には例えば水浸やゲルを介する必要があり、煩雑である。異物の種別については、超音波の反射率や物質中での伝搬速度が物質によって異なる性質を利用すれば判別可能である。特に、電力機器（樹脂）の表層部の異物に関しては、超音波を用いた検査は有効な手法である。

【0018】

なお、上記したＸ線、赤外線及び超音波以外では、高周波数帯の電磁波（例えば、テラヘルツ波）を用いることが考えられる。テラヘルツ波は、樹脂透過性のよい電磁波であり、厚みのある樹脂（例えば、６０ｍｍ程度）であっても内部に混入している異物を検出することができる。また、走査機構等を設けた場合には、大型の電力機器に対応する（つまり、大型の電力機器の樹脂の内部を検査する）ことも可能である。更に、異物の種別は、テラヘルツ波の透過特性が物質によって異なる性質を利用することによって判別することができる可能性がある。

【0019】

そこで、本実施形態においては、上記したテラヘルツ波を用いて電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する検査装置について説明する。なお、本実施形態における樹脂の内部の検査には、当該樹脂の内部に混入している異物（例えば金属、気泡及び樹脂バリ等）を検出すること及び上記した剥離や亀裂が生じている（つまり、電力機器に欠陥が生じている）ことを検出すること等が含まれる。更に、樹脂の内部の検査には、当該樹脂の内部に混入している異物の種別を判別することが含まれていてもよい。

【0020】

図１は、本実施形態に係る検査装置の機能構成の一例を示す。図１に示す検査装置１０は、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータまたはサーバ装置等の情報処理装置（電子機器）である。

【0021】

図１に示すように、検査装置１０は、発振装置（発振機）２０及び受信装置（受信器）３０と接続される。本実施形態において、検査装置１０、発振装置２０及び受信装置３０は、検査システムを構成する。

【0022】

発振装置２０は、電力機器（導電部を覆う樹脂）に対して所定のパルス波（テラヘルツ波）を照射するために用いられる照射装置としての機能を有し、例えば検査装置１０からの指示に応じて当該テラヘルツ波を発振するように構成されている。なお、発振装置２０によって発振されるテラヘルツ波は、例えば０．０５～１０ＴＨｚの範囲に該当する周波数帯の電磁波であるものとする。

【0023】

上記したように発振装置２０から発振されたテラヘルツ波が樹脂に照射された場合、当該テラヘルツ波は、例えば樹脂の内部に混入している異物（の界面）において反射する。受信装置（検波装置）３０は、このような反射波を受信（検波）するように構成されている。受信装置３０は、受信された反射波を電気信号に変換することによって当該反射波に応じた反射波信号を生成する。この反射波信号には、受信装置３０によって受信された反射波の強度（信号強度）、当該反射波の強度のピーク値及び当該ピークに到達した時間（以下、ピーク到達時間と表記）等が含まれる。

【0024】

なお、本実施形態において電力機器に照射されるテラヘルツ波（つまり、発振装置２０によって発振されるテラヘルツ波）の計測光遅延時間は例えば１６０ｓｅｃである。なお、この計測光遅延時間を光路長に換算した場合は４８ｍｍとなる。反射型使用時測定可能厚さは２４ｍｍ（往復４８ｍｍ、屈折率１．０）である。テラヘルツ波形取得速度は１０００波形／秒である。なお、イメージング時の取得速度は１０００ピクセル／秒である。サンプリング間隔は０．１ｐｓｅｃである。テラヘルツ波発振帯域は２．０ＴＨｚより大きい。

【0025】

なお、発振装置２０には高出力型または広帯域型等の種類があるが、当該発振装置２０の種類については、テラヘルツ波が照射される樹脂の材質等（つまり、検査対象）に応じて適切なものが使用されればよい。

【0026】

図１に示す検査装置１０は、伝搬挙動予測部１１、反射波信号取得部１２、波形データ生成部１３、画像生成部１４、深さ算出部１５、判別部１６及び出力部１７を含む。

【0027】

伝搬挙動予測部１１は、例えば電力機器の構造と樹脂及び当該樹脂の内部に混入している可能性がある異物の比誘電導率との少なくとも一方に基づいて、電力機器において導電部を覆う樹脂の内部を検査する際のテラヘルツ波の伝搬挙動を予測する。上記した検査時における発振装置２０によって発振されるテラヘルツ波（つまり、樹脂に照射されるテラヘルツ波）の周波数や発振装置２０の位置及び受信装置３０の位置は、伝搬挙動予測部１１による予測結果に基づいて設定される。

【0028】

反射波信号取得部１２は、上記した受信装置３０において生成された反射波信号を当該受信装置３０から取得する。

【0029】

波形データ生成部１３は、反射波信号取得部１２によって取得された反射波信号に基づいて、反射波の波形（以下、反射波形と表記）を示す波形データを生成する。具体的には、波形データ生成部１３は、反射波信号に含まれる反射波の強度、当該反射波の強度のピーク値及びピーク到達時間等が反映された波形データを生成する。

【0030】

画像生成部１４は、反射波信号取得部１２によって取得された反射波信号に基づいて画像（例えば、平面画像）を生成する。具体的には、画像生成部１４は、反射波信号に基づいて３次元画像データを生成する。なお、３次元画像データは、例えば３次元空間の直交座標系の座標値毎に反射波信号に含まれる反射波の強度等に相当する画素値を含む。画像生成部１４は、この３次元画像データに基づいて異物が含まれる画像を生成する。具体的には、画像生成部１４は、３次元空間の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）のうち、いずれか１つの座標軸の値を固定した平面画像を生成する。例えばＺ軸の座標値を固定した場合、画像生成部１４は、固定されたＺ軸の座標値におけるＸＹ平面に関する平面画像を生成することができる。

【0031】

深さ算出部１５は、反射波信号取得部１２によって取得された反射波信号に基づいて樹脂の内部に混入している異物の深さを算出する。なお、異物の深さは、テラヘルツ波が照射される樹脂の表面から当該異物までの距離であり、反射波信号に含まれるピーク到達時間（遅延時間）及び樹脂の屈折率に基づいて算出される。なお、樹脂の屈折率は、例えば予め計測されて検査装置１０の内部で保持されているものとする。

【0032】

判別部１６は、反射波信号取得部１２によって取得された反射波信号を解析することによって得られる異物の種別に応じて値が異なる指標に基づいて、樹脂の内部に混入している異物の種別を判別する。本実施形態においては、例えば波形データ生成部１３によって生成される波形データ上に現れる指標（特性）を利用して異物の種別が判別されるものとする。

【0033】

出力部１７は、波形データ生成部１３によって生成された波形データ、画像生成部１４によって生成された画像、深さ算出部１５によって算出された異物の深さ及び判別部１６によって判別された異物の種別等を出力する。

【0034】

図２は、図１に示す検査装置１０のハードウェア構成の一例を示す。検査装置１０は、ＣＰＵ１０１、不揮発性メモリ１０２、ＲＡＭ１０３及び通信デバイス１０４等を備える。また、検査装置１０は、ＣＰＵ１０１、不揮発性メモリ１０２、ＲＡＭ１０３及び通信デバイス１０４を相互に接続するバス１０５を有する。

【0035】

ＣＰＵ１０１は、検査装置１０内の各コンポーネントの動作を制御するためのプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、単一のプロセッサであってもよいし、複数のプロセッサで構成されていてもよい。ＣＰＵ１０１は、不揮発性メモリ１０２からＲＡＭ１０３にロードされる様々なプログラムを実行する。本実施形態において、ＣＰＵ１０１によって実行されるプログラムには、検査プログラム１０３ａが含まれる。

【0036】

なお、上記した図１に示す伝搬挙動予測部１１、反射波信号取得部１２、波形データ生成部１３、画像生成部１４、深さ算出部１５、判別部１６及び出力部１７の一部または全ては、例えばＣＰＵ１０１（つまり、検査装置１０のコンピュータ）が検査プログラム１０３ａを実行すること、すなわち、ソフトウェアによって実現されるものとする。この検査プログラム１０３ａは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して頒布されてもよいし、ネットワークを通じて検査装置１０にダウンロードされても構わない。

【0037】

ここでは上記した各部１１～１７の一部または全てがソフトウェアによって実現されるものとして説明したが、当該各部１１～１７の一部または全ては、ＩＣ（Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせ構成によって実現されてもよい。

【0038】

不揮発性メモリ１０２は、補助記憶装置として用いられる記憶媒体である。ＲＡＭ１０３は、主記憶装置として用いられる記憶媒体である。図２においては、不揮発性メモリ１０２及びＲＡＭ１０３のみが示されているが、検査装置１０は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）及びＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の記憶装置を備えていてもよい。

【0039】

通信デバイス１０４は、外部機器との有線通信または無線通信を実行するように構成されたデバイスである。

【0040】

図２においては省略されているが、検査装置１０は、例えばマウスまたはキーボードのような入力装置及びディスプレイのような表示装置を更に備えていてもよい。

【0041】

次に、本実施形態に係る検査装置１０において樹脂の内部を検査する原理について説明する。

【0042】

図３は、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向によって規定されている３次元空間に配置された電力機器４０を模式的に示している。図３に示すように、電力機器４０は、金属材料から構成される導電部４１及び当該導電部４１を覆う樹脂（絶縁体）４２から構成されている。なお、図３においては、便宜的に、導電部４１及び樹脂４２の一部のみが示されている。

【0043】

樹脂４２は、例えばフィラーを含むエポキシ樹脂によって形成されている。エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が用いられてもよい。また、樹脂４２の硬化剤としては、酸無水物系が用いられてもよい。フィラーとしては、例えばシリカが用いられる。なお、ここで説明した樹脂４２は一例であり、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の代わりにジシクロペンタジエン等が用いられてもよい。

【0044】

上記したように電力機器４０における樹脂４２には異物４３が混入されている場合があり、当該異物４３は、金属、気泡及び樹脂バリ等を含む。

【0045】

次に、上記した電力機器４０（樹脂４２）に対して照射されるテラヘルツ波を発振する発振装置２０及び当該電力機器４０からのテラヘルツ波の反射波を受信する受信装置３０について説明する。

【0046】

図４は、例えば電力機器４０と空気との界面に対して垂直方向からテラヘルツ波を照射する場合の発振装置２０と受信装置３０との位置関係を示している。

【0047】

この場合、発振装置２０から発振されたテラヘルツ波の一部はビームスプリッタ５１によって反射されるが、当該ビームスプリッタ５１によって反射されないテラヘルツ波はビームスプリッタ５１を透過する。ビームスプリッタ５１を透過したテラヘルツ波は、レンズ５２によって収束される。収束されたテラヘルツ波は、電力機器４０に到達する。電力機器４０（樹脂４２の内部に混入している異物４３の界面）で反射されたテラヘルツ波の一部（反射波）は、ビームスプリッタ５１で屈折し、受信装置３０によって受信される。

【0048】

図４においてはレンズ５２を備える発振装置２０及び受信装置３０（つまり、レンズ方式が採用されている発振装置２０及び受信装置３０）について説明したが、発振装置２０及び受信装置３０は、図５に示すようにレンズ５２を備えない（つまり、レンズレス方式を採用した）構成であってもよい。

【0049】

また、図６は、例えば電力機器４０と空気との界面に対して垂直ではない角度からテラヘルツ波を照射する場合の発振装置２０及び受信装置３０との位置関係を示している。

【0050】

この場合、発振装置２０は、当該発振装置２０によって発振されたテラヘルツ波が所定の角度を設けて電力機器４０に照射される位置に配置される。所定の角度とは、例えば電力機器４０と空気との界面に対して垂直ではない角度である。このように発振装置２０から発振されたテラヘルツ波は、電力機器４０に到達する。電力機器４０（樹脂４２の内部に混入している異物４３の界面）で反射されたテラヘルツ波（反射波）は、受信装置３０によって受信される。

【0051】

例えば図４において説明した位置関係で発振装置２０及び受信装置３０を使用した場合には、ビームスプリッタ５１の影響により、理論上７５％のテラヘルツ波の損失がある。

【0052】

一方、図６に示す位置関係で発振装置２０及び受信装置３０を使用した場合には、ビームスプリッタ５１を介さずに受信装置３０がテラヘルツ波（の反射波）を受信することが可能であるため、当該ビームスプリッタ５１による損失を低減し、反射波の受信能力（検出能力）を向上させることができる。

【0053】

また、図６においてはレンズ方式を採用した発振装置２０及び受信装置３０を想定しているが、図６に示す発振装置２０及び受信装置３０は、レンズレス方式を採用していてもよい。

【0054】

なお、検査装置１０による検査における反射波の強度等は、電力機器４０に対して照射されるテラヘルツ波の角度によって異なるし、発振装置２０及び受信装置３０においてレンズ方式及びレンズレス方式のいずれの方式が採用されているかによっても異なる。このため、上記した電力機器４０に対して照射されるテラヘルツ波の角度（垂直入射または斜入射）や発振装置２０及び受信装置３０において採用される方式（レンズ方式またはレンズレス方式）等については、電力機器４０（製品）に応じて、適宜、選択可能であるものとする。

【0055】

次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態に係る検査装置１０の処理手順の一例について説明する。

【0056】

本実施形態においては受信装置３０によって受信された反射波に応じた反射波信号（受信装置３０によって生成された反射波信号）に基づいて樹脂４２の内部を検査するところ、当該反射波の強度等は、例えばテラヘルツ波の周波数帯や当該テラヘルツ波が照射される角度等によって異なると考えられる。

【0057】

このため、伝搬挙動予測部１１は、電力機器４０における樹脂４２の内部を検査する前に、事前に当該樹脂４２におけるテラヘルツ波の伝搬挙動（または反射挙動）を予測（シミュレーション）する（ステップＳ１）。

【0058】

以下、伝搬挙動予測部１１によるテラヘルツ波の伝搬挙動の予測（処理）について説明する。テラヘルツ波の伝搬挙動の予測には、例えば対象物と電磁場（電磁界）との相互作用を解析する電磁界解析における時間領域差分法（ＦＤＴＤ：Finite-Difference Time-Domain method）を使用することができる。この場合、例えば電磁界解析上で、異物の混入を考慮したシミュレーションモデルを構築し、当該シミュレーションモデルにおいてテラヘルツ波の発振点（発振位置）及び当該テラヘルツ波の反射波の受信点（受信位置）を設定する。

【0059】

ここで、図８を参照して、上記したシミュレーションモデルの概要について説明する。図８に示すシミュレーションモデルによれば、例えば樹脂４２に相当する第１材質６１と異物４３に相当する第２材質６２とが定義されている。更に、第１材質６１には、任意の周波数帯のテラヘルツ波（球面波）を発振する発振点６３及び当該テラヘルツ波の第１材質６１と第２材質６２との界面からの反射波を受信する受信点６４が設定されている。

【0060】

なお、図８に示す例では、上記した図４において説明したように第１材質６１及び第２材質６２に対して垂直方向からテラヘルツ波が照射される垂直入射における当該テラヘルツ波の伝搬挙動を予測する場合を示しているが、発振点６３及び受信点６４の位置（設定）を変更することで、第１材質６１及び第２材質６２に対して垂直ではない角度からテラヘルツ波が照射される斜入射における当該テラヘルツ波の伝搬挙動を予測することも可能である。

【0061】

このようなシミュレーションモデルによれば、テラヘルツ波の周波数帯、発振点及び受信点を変更しながら当該受信点において受信される当該テラヘルツ波の反射波の強度（当該反射波に対応する電界値）を当該テラヘルツ波の伝搬挙動として予測することによって、例えば電力機器４０（樹脂４２）が複雑な構造（形状）を有している場合等であっても、有用な（つまり、最大の）反射波の強度を得ることができるテラヘルツ波の照射条件を選定することができる。

【0062】

また、図９～図１１を参照して、上記したシミュレーションモデルにおける第１材質６１及び第２材質６２の界面からの反射波について説明する。

【0063】

図９は、例えば０．１ＴＨｚ帯のテラヘルツ波が発振点６３から発信された場合において受信点６４において受信された入射波及び反射波を示している。すなわち、図９においては、上記したシミュレーションモデルに設定された発振点６３及び受信点６４との位置関係から、発振点６３において発振されたテラヘルツ波が入射波として受信点６４において直接受信された後に、第１材質６１及び第２材質６２の界面からの反射波が当該受信点６４において受信されたことが示されている。

【0064】

また、図１０は、図９に示す反射波形を拡大して示している。具体的には、図１０においては、第２材質６２の比誘電率を変化させることによってシミュレーションモデルにおいて予測される反射波形７１～７４が示されている。なお、第１材質６１及び第２材質６２の各々の比誘電率は、図１１に示している。

【0065】

図１０に示す反射波形７１は、第１材質６１及び比誘電率が１である第２材質６２の界面からの反射波の波形である。反射波形７２は、第１材質６１及び比誘電率が２である第２材質６２の界面からの反射波の波形である。反射波形７３は、第１材質６１及び比誘電率が４である第２材質６２の界面からの反射波の波形である。反射波形７４は、第１材質６１及び比誘電率が５である第２材質６２の界面からの反射波の波形である。なお、図１１に示すように第１材質６１の比誘電率は３であるものとする。

【0066】

この場合、図１０に示す反射波形７１～７４の振幅が反射波の強度に相当し、当該反射波の強度の大小を第２材質６２の比誘電率を用いて表現すると、１＞５＞２＞４となる。

【0067】

なお、第１材質６１及び第２材質６２の界面におけるテラヘルツ波の反射係数（以下、単に第２材質６２の反射係数と表記）Ｒは、以下の式（１）において計算することができる。

【数1】

【0068】

式（１）におけるＺ_１は第１材質６１の特性インピーダンスであり、Ｚ_２は第２材質６２の特性インピーダンスである。また、式（１）におけるεは比誘電率であり、μは透磁率である。なお、式（１）においては、便宜的に、透磁率μを１としている。

【0069】

このような式（１）によれば、例えば第１材質６１の比誘電率及び第２材質６２の比誘電率を適用することによって、当該第２材質６２の反射係数を計算することができる。

【0070】

上記した式（１）を用いて計算された比誘電率が異なる第２材質６２の各々の反射係数は、以下の式（２）の通りである。

【数2】

【0071】

なお、式（２）におけるＲ_１は比誘電率が１である第２材質６２の反射係数であり、Ｒ_２は比誘電率が２である第２材質６２の反射係数であり、Ｒ_４は比誘電率が４である第２材質６２の反射係数であり、Ｒ_５は比誘電率が５である第２材質６２の反射係数である。

【0072】

式（２）によれば、上記した各比誘電率に対応する反射波形７１～７４の振幅（つまり、反射波の強度）の大小関係が第２材質６２の反射係数の絶対値の大小関係と概ね一致していることがわかる。なお、図１０に示すように、第１材質６１の比誘電率と第２材質６２の比誘電率との大小関係が異なると、反射波は反転する。

【0073】

なお、上記したシミュレーションの結果では、誘電率によって反射波の強度や波形に違いが表れるが、実際の検査（測定）でも同様の傾向が確認されている。具体的には、図１２は、実際の検査結果に基づく反射波形の一例を示している。図１２においては、例えば樹脂板の下に異物４３に相当する各材質（金属、気泡及び樹脂バリ）を配置し、当該樹脂板の上面からテラヘルツ波を照射する（つまり、検査を行う）ことによって得られた反射波形が示されている。なお、図１３は、図１２に示す検査結果に基づく反射波の強度（反射強度）を示している。なお、図１３の比率は、金属（Ａｌ板）からの反射波の強度を１００％としたときの他の材質からの反射波の強度の割合を示している。図１３によれば、金属、気泡、樹脂バリの順に反射波の強度が低くなることが示されている。

【0074】

上記したように反射波の強度は樹脂４２（第１材質６１）及び異物４３（第２材質６２）の比誘電率によって変化するため、当該樹脂４２及び当該樹脂４２の内部に混入している可能性がある異物４３の材質（比誘電率）を予め把握しておくことにより、より正確なテラヘルツ波の伝搬挙動を予測することができる。すなわち、本実施形態においては、樹脂４２及び異物４３の材質を考慮したテラヘルツ波の照射条件を選定するようにしてもよい。

【0075】

上記したようにステップＳ１においては、電力機器４０の構造（例えば、導電部４１及び樹脂４２の形状等）と、樹脂４２及び当該樹脂４２の内部に混入している可能性がある異物４３の比誘電率（材質）との少なくとも一方に基づいて、テラヘルツ波の伝搬挙動が予測されるものとする。

【0076】

再び図７に戻ると、ステップＳ１において予測されたテラヘルツ波の伝搬挙動に基づいて選定された照射条件が設定される（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２において設定される照射条件には、例えばテラヘルツ波の周波数帯と、上記したテラヘルツ波の伝搬挙動の予測における発振点６３及び受信点６４に基づく発振装置２０及び受信装置３０の位置（テラヘルツ波が照射される角度）とが含まれるが、当該テラヘルツ波の周波数帯と発振装置２０及び受信装置３０の位置との少なくとも一方のみが含まれていてもよい。

【0077】

なお、ステップＳ２の処理が実行された場合、当該ステップＳ２において設定された照射条件に含まれる周波数帯のテラヘルツ波を発振するように検査装置１０から発振装置２０に指示される。また、例えば発振装置２０及び受信装置３０の位置を自動的に調整する機構（以下、位置調整機構と表記）が設けられている場合には、ステップＳ２において設定された照射条件に含まれる発振装置２０及び受信装置３０の位置に基づいて当該発振装置２０及び受信装置３０の位置を自動的に調整（移動）するようにしてもよい。なお、位置調整機構が設けられていない場合には、ステップＳ２において設定された照射条件に含まれる発振装置２０及び受信装置３０の位置を検査装置１０（検査システム）の管理者が確認し、当該管理者が手動で発振装置２０及び受信装置３０の位置を調整するようにしてもよい。

【0078】

ここで、本実施形態における発振装置２０及び受信装置３０（テラヘルツ装置）には、走査機構が構築されており、上記した電力機器４０において導電部４１を覆う樹脂４２の内部を検査する場合に電力機器４０の例えば上面（ＸＹ平面）を走査することができるものとする。このような構成によれば、電力機器４０（樹脂４２）の上面に対して設定されている複数の照射点に基づいて順次テラヘルツ波が照射されることにより、当該樹脂４２の内部に混入している異物４３の界面からの反射波を樹脂４２の広範囲にわたって受信することができる。なお、発振装置２０がレンズ方式を採用している場合は、当該電力機器４０（樹脂４２）の深さ方向（Ｚ軸方向）に焦点を順次変えながらテラヘルツ波を照射するようなことも可能である。

【0079】

ステップＳ２において照射条件が設定されると、発振装置２０は、当該照射条件に従ってテラヘルツ波を発振しながら、走査機構により電力機器４０の上面を走査する。これにより、受信装置３０は、電力機器４０（樹脂４２）の全体から反射波を受信する。

【0080】

この場合、反射波信号取得部１２は、受信装置３０によって受信された反射波に応じた反射波信号を当該受信装置３０から取得する（ステップＳ３）。ステップＳ３において取得される反射波信号には、樹脂４２の内部の状態に応じた反射波の強度、当該反射波の強度のピーク値及びピーク到達時間等が含まれる。なお、反射波信号にはノイズが含まれている可能性があるため、反射波信号取得部１２は、当該ノイズレベルを下げるために当該反射波信号に対して加算平均処理等の信号処理を実行してもよい。

【0081】

波形データ生成部１３は、ステップＳ３において取得された反射波信号に含まれる反射波の強度、当該反射波の強度のピーク値及びピーク到達時間等に基づいて波形データを生成する（ステップＳ４）。

【0082】

画像生成部１４は、ステップＳ３において取得された反射波信号に基づいて電力機器４０において導電部４１を覆う樹脂４２の３次元画像データを生成することができる。画像生成部１４は、生成された３次元画像データに基づいて、樹脂４２の画像を生成する（ステップＳ５）。

【0083】

ここで、樹脂４２の画像（例えば、平面画像）は複数の画素から構成され、当該複数の画素の各々には、上記したように発振装置２０及び受信装置３０が電力機器４０の上面を走査することによって当該樹脂４２（電力機器４０）に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されたテラヘルツ波の反射波に応じた反射波信号の各々に対応する画素値が割り当てられている。換言すれば、異物４３を視認することができる程度の鮮明度を有する樹脂４２の画像（３次元画像データ）を生成するためには、画像を構成する複数の画素に対して多数の照射点を密に（つまり、狭い間隔で）設定する必要がある。

【0084】

しかしながら、上記したように設定された多数の照射点の各々にテラヘルツ波を順次照射して樹脂４２の内部を検査するためには時間がかかる。

【0085】

このため、本実施形態においては、ステップＳ５において画像を生成する際に画像処理を取り入れることにより、上記した照射点（つまり、反射波の観測点）の数の削減を実現する。ここでは、画像処理として圧縮センシング技術に基づく処理が実行される（つまり、圧縮センシング技術を適用することによって画像を生成する）ものとする。なお、圧縮センシング技術とは、例えば必要とする数よりも少ない数のデータから対象となるデータを復元する技術である。本実施形態において圧縮センシング技術を適用した場合には、例えば画像を構成する複数の画素に対して疎に設定された照射点に対してテラヘルツ波を照射することによって得られる少ない数の反射波信号（に基づいて生成される画像）から未知の反射波信号を導出し、当該導出された反射波信号を利用して画像を復元（生成）することができる。復元のためには、予め密な照射点で取得した画像と疎な照射点の画像を変換するための係数（観測行列と呼ぶ）を設定しておく必要がある。この行列を正しく設定することで、疎な画像から密な画像への変換が可能となる。

【0086】

ここで、図１３を参照して、本実施形態において圧縮センシング技術を適用することによって生成される画像の一例について説明する。

【0087】

まず、図１３に示す元画像８１は、画像生成部１４によって生成される画像（つまり、出力部１７によって出力される画像）を構成する複数の画素に対して密に設定された照射点に対してテラヘルツ波を照射することによって得られる反射波信号に基づいて生成された画像である。元画像８１は鮮明な画像であり、当該元画像８１中の異物４３を容易に視認することができる。なお、元画像８１においては、例えば０．５ｍｍ×０．５ｍｍのピッチで照射点が設定されている場合を想定している。

【0088】

次に、第１間引き画像８２は、元画像８１と比較して照射点の数を７５％削減し、残りの２５％の照射点に対してテラヘルツ波を照射することによって得られる反射波信号に基づいて生成された画像である。すなわち、第１間引き画像８２は照射点のピッチが１ｍｍ×１ｍｍとなっている。第１間引き画像８２は元画像８１と比べて照射点（つまり、反射波信号）の数が削減されているため、当該第１間引き画像８２の鮮明度は元画像８１よりも低下している。しかしながら、第１間引き画像８２（の生成に用いられた反射波信号）に対して圧縮センシング技術を適用した場合には、第１復元画像８３を得ることができる。第１復元画像８３は第１間引き画像８２よりも鮮明度が向上している。

【0089】

また、第２間引き画像８４は、元画像８１と比較して照射点の数を９６％削減し、残りの４％の照射点に対してテラヘルツ波を照射することによって得られる反射波信号に基づいて生成された画像である。すなわち、第２間引き画像８４は照射点のピッチが２ｍｍ×２ｍｍとなっている。第２間引き画像８４は第１間引き画像８２よりも照射点の数が更に削減されているため、当該第２間引き画像８４の鮮明度は第１間引き画像８２よりも更に低下している。しかしながら、第２間引き画像８４（の生成に用いられた反射波信号）に対して圧縮センシング技術を適用した場合には、第２復元画像８５を得ることができる。第２復元画像８５は第２間引き画像８４よりも鮮明度が向上している。

【0090】

更に、第３間引き画像８６は、元画像８１と比較して照射点の数を９９％削減し、残りの１％の照射点に対してテラヘルツ波を照射することによって得られる反射波信号に基づいて生成された画像である。すなわち、第３間引き画像８６は照射点のピッチが５ｍｍ×５ｍｍとなっている。第３間引き画像８６は第２間引き画像８４よりも照射点の数が更に削減されているため、当該第３間引き画像８６の鮮明度は第２間引き画像８４よりも更に低下している。しかしながら、第３間引き画像８６（の生成に用いられた反射波信号）に対して圧縮センシング技術を適用した場合には、第３復元画像８７を得ることができる。第３復元画像８７は第３間引き画像８６よりも鮮明度が向上している。

【0091】

上記した図１３に示す第１復元画像８３及び第２復元画像８５によれば元画像８１と同様に異物４３を容易に視認可能であるため、本実施形態において圧縮センシング技術を適用する場合には、元画像８１（つまり、画像を構成する複数の画素に対して密に設定された照射点）と比べて、当該照射点を９６％まで削減することができると考えられる。

【0092】

すなわち、本実施形態においては、圧縮センシング技術を適用することによって、例えば画像を構成する複数の画素に対して照射点を疎に設定（つまり、当該照射点を削減）したとしても、異物４３を認識（把握）するために有用な画像を得ることができる。なお、画像を構成する複数の画素に対して照射点を疎に設定するとは、例えば元画像８１を得るために設定される照射点の数よりも少ない数の照射点を設定する（つまり、元画像８１を得るために設定される照射点よりも広い間隔で照射点を設定する）ことを意味する。

【0093】

なお、第３復元画像８７は元画像８１と比較すると鮮明度は低い（不明瞭である）が、異物４３の種別によっては当該異物４３を視認することが可能である。このため、樹脂４２の内部に混入している異物４３が比較的容易に視認することができると想定されるものであれば、元画像８１を得るために設定される照射点の９９％を削減しても構わない。

【0094】

図７に示すステップＳ５においては平面画像（ＸＹ平面の画像）が生成される場合を想定しているが、当該ステップＳ５においては断層画像（ＸＺ平面またはＹＺ平面の画像）が生成されても構わない。

【0095】

次に、深さ算出部１５は、ステップＳ３において取得された反射波信号に基づいて樹脂４２に混入している異物４３の深さを算出する（ステップＳ６）。この場合、異物４３の深さは、反射波信号に含まれるピーク到達時間（テラヘルツ波の計測光遅延時間）及び樹脂４２の屈折率に基づいて算出される。

【0096】

なお、図７においては、ステップＳ５及びＳ６の処理がステップＳ３において取得された反射波信号に基づいて実行されるものとして説明したが、当該処理はステップＳ４において生成された波形データに基づいて実行されてもよい。また、ステップＳ６の処理は、ステップＳ５において生成された画像（例えば、断層画像）を考慮して実行されてもよい。

【0097】

次に、判別部１６は、ステップＳ４において生成された波形データに基づいて、樹脂４２の内部に混入している異物４３の種別を判別する（ステップＳ７）。

【0098】

以下、ステップＳ７の処理について説明する。テラヘルツ波は、上記したように材質の誘電率によって伝搬挙動や反射挙動が異なり、例えば金属では全反射する。本実施形態においては、このような特徴（特性）を利用することにより、非破壊で樹脂４２の内部に混入している異物４３の種別（材質）を判別（推定）する。

【0099】

ここで、図１５は、異物（または欠陥）からの反射波（以下、第１反射波と表記）と、当該異物の周囲の樹脂（異物のない周囲樹脂）からの反射波（以下、第２反射波と表記）とを比較した際の当該第１及び第２反射波の特性の差異について説明するための図である。なお、図１５に示す第１及び第２反射波は、実際に樹脂（の内部）を検査した結果として得られた反射波である。

【0100】

図１５においては、反射波形特性、時間遅延特性及び周波数特性の各特性に関する第１及び第２反射波の差異が示されており、当該差異の程度に応じて〇、△及び×が付されている。なお、〇は特性に差異があることを表しており、×は特性に差異がない（または極めて小さい）ことを表しており、△は〇と×との間に相当する程度の差異があることを表している。

【0101】

まず、図１５に示す反射波形特性の差異について説明する。ここで示した図は、テラヘルツの反射波形を示しており、横軸は時間、縦軸は反射波強度である。異物が金属である場合にはテラヘルツ波を全反射するため、第１反射波の振幅は第２反射波よりも大きくなる。また、第１及び第２反射波の振幅差は、異物の深さ周囲で幅広く（数ｐｓ区間で）生じる。したがって、異物が金属である場合には、反射波形特性において第１及び第２反射波に差異があるといえる。

【0102】

異物が気泡である場合は、反射率は小さいが周囲の樹脂との誘電率差からわずかな振幅差が生じている。したがって、異物が気泡である場合には、反射波形特性において第１及び第２反射波に差異があるといえる。

【0103】

異物が樹脂バリである場合は、周囲の樹脂との誘電率差は小さいが、周囲の樹脂が一様かつ平坦であるのに対し、樹脂バリの位置では界面が存在するため、わずかな振幅差が生じている。また、この振幅差には、樹脂バリの樹脂中でしわが寄ったような形状も影響していると考えられる。ただし、この振幅差は上記した異物が金属である場合及び異物が気泡である場合に比べると小さいため、異物が樹脂バリである場合の反射波形特性における第１及び第２反射波の差異は△と評価されている。

【0104】

次に、図１５に示す時間遅延特性の差異について説明する。ここで示した図は、第１反射波と第２反射波との時間差の相関を示しており、横軸は時間、縦軸の値は相関を示す。異物が金属である場合及び異物が気泡である場合は、時間遅延差が０で当該異物と周囲の樹脂との相関が最大となっているため、時間遅延差は殆どない（つまり、時間遅延特性において第１及び第２反射波には差異がない）。一方、異物が樹脂バリである場合には、明確な時間遅延差が生じている（つまり、時間遅延特性において第１及び第２反射波に差異がある）。

【0105】

最後に、図１５に示す周波数特性の差異について説明する。ここでは、０．０５～２．５ＴＨｚ帯間での異物（第１反射波）と周囲の樹脂（第２反射波）との相関を周波数特性として示している。異物が金属である場合には、第１反射波と第２反射波とで差異を確認することができないため、周波数特性における第１及び第２反射波の差異はないといえる。異物が気泡である場合、一部の低周波成分で第１反射波と第２反射波との差異が確認されるため、周波数特性における第１及び第２反射波の差異は△と評価されている。更に、異物が樹脂バリである場合には、特に１ＴＨｚ帯までの低周波成分において第１反射波と第２反射波との明確な差異を確認することができるため、周波数特性における第１及び第２反射波の差異があるといえる。

【0106】

本実施形態においては、上記したような特徴（特性）を把握した上で、所定の異物判別アルゴリズムを用いることによって、異物の種別の判別を実現する。

【0107】

上記した異物判別アルゴリズムにおいては、例えば実際に樹脂を検査した結果（波形データ）のランダムサンプリングにより複数の波形データを抽出して相関フィルタ（異物のない周囲の樹脂の情報を有するフィルタ）を作成し、当該相関フィルタをシフト移動させながら畳み込み処理を実行することによって、各領域内での振幅差や位相差の整合性を図る。これによれば、相関フィルタと最もかけ離れた領域を異物が混入している箇所（または欠陥箇所）として検知することができる。この場合、異物が混入している箇所からの反射波を示す波形データ（つまり、異物に関する振幅、位相差及び周波数特性等）を識別機に入力することによって、周囲の樹脂（からの反射波を示す波形データ）との相関性に基づいて当該物の種別を判別することができる。なお、この波形データが入力される識別機としては、上記した各異物の界面からの反射波を示す波形データと当該異物の周囲からの反射波を示す波形データとの相関性（に基づく異物の種別）を予め学習した学習済モデルを用いることができる。

【0108】

ステップＳ７の処理が実行されると、出力部１７は、例えばステップＳ４において生成された波形データ、ステップＳ５において生成された画像、ステップＳ６において算出された異物４３の深さ及びステップＳ７において判別された異物４３の種別を、電力機器４０において導電部４１を覆う樹脂４２の内部の検査結果として出力する（ステップＳ８）。

【0109】

具体的には、ステップＳ８において、波形データ、画像、異物４３の深さ及び異物４３の種別は、例えば検査装置１０に備えられる表示装置に出力されて当該表示装置に表示される。これによれば、検査装置１０を使用する検査者は、波形データ、画像、異物４３の深さ及び異物４３の種別を視認することによって、樹脂４２の内部に混入している異物４３を容易に把握することができる。

【0110】

なお、上記した波形データ、画像、異物４３の深さ及び異物４３の種別の表示態様としては、種々のものが考えられる。具体的には、例えば波形データ及び画像は同一の画面上に並べて表示されてもよいし、異物４３の深さ及び異物４３の種別は画像に重畳するように表示されてもよい。更に、波形データ、画像、異物４３の深さ及び異物４３の種別は、適宜、加工されて表示されてもよい。この場合、例えば画像から異物４３の位置（輝度値及び面積値等）を抽出し、当該異物４３（または当該異物４３の種別）を容易に視認することが可能な態様で画像を表示するようにしてもよい。

【0111】

ここでは波形データ、画像、異物４３の深さ及び異物４３の種別が表示装置に表示されるものとして説明したが、当該波形データ、画像、異物４３の深さ及び異物４３の種別は、更に解析処理等を実行するために外部のサーバ装置に出力（送信）されても構わない。

【0112】

また、ステップＳ８において出力される検査結果には、波形データ、画像、異物４３の深さ及び異物４３の種別のうちの少なくとも１つが含まれていればよい。

【0113】

なお、図７においては省略されているが、上記した電力機器４０において導電部４１を覆う樹脂４２に混入している異物４３の界面からの反射波はテラヘルツ波の周波数帯に応じて異なることが考えられるため、ステップＳ３～Ｓ７の処理は、特定周波数帯毎に実行されてもよい。具体的には、例えば０．０５～１ＴＨｚの範囲で細分化（分割）した周波数帯毎にステップＳ３～Ｓ７の処理を実行するようにしてもよい。

【0114】

また、例えばステップ４において生成された波形データ及びステップＳ５において生成された画像に基づいて樹脂４２の内部に異物が混入しているか否かを判定し、当該樹脂４２の内部に異物が混入していると判定された場合にステップＳ６及びＳ７の処理が実行される構成であってもよい。

【0115】

上記したように本実施形態においては、樹脂４２に対して設定された複数の照射点に基づいて照射されたテラヘルツ波（パルス波）の当該樹脂４２の内部に混入している異物４３の界面からの反射波に応じた反射波信号を取得し、当該反射波信号に基づいて当該異物４３を含む画像を生成し、当該複数の照射点は当該生成される画像を構成する複数の画素に対して疎に設定されている。

【0116】

本実施形態においては、このような構成により、照射点（つまり、検査時にテラヘルツ波が照射される回数）を削減することができるため、電力機器４０において導電部４１を覆う樹脂４２の内部を非破壊で検査する時間（以下、単に検査時間と表記）を短縮することができる。

【0117】

なお、上記したように複数の照射点が疎に設定される場合、圧縮センシング技術を適用することによって上記した元画像と同程度に異物を視認可能な復元画像を生成することができるが、照射点を疎に設定したとしても異物を視認可能な画像を生成することが可能であれば、圧縮センシング技術に類似する技術または当該圧縮センシング技術以外の技術が適用されても構わない。

【0118】

また、本実施形態においては、電力機器４０の構造と樹脂４２及び当該樹脂４２の内部に混入している可能性がある異物４３の比誘電率との少なくとも一方に基づいてテラヘルツ波（パルス波）の伝搬挙動を予測し、当該予測されたテラヘルツ波の伝搬挙動に基づいて当該テラヘルツ波の照射条件が設定される。本実施形態においては、このような構成により、電力機器４０に対して適切な照射条件を設定して樹脂４２の内部を検査することができるため、例えば精度の低い反射波信号が取得される可能性を低減することができる。すなわち、本実施形態においては、効率的な検査を実施することができ、結果として検査時間を短縮することができる。

【0119】

なお、上記したテラヘルツ波の照射条件には、例えば当該テラヘルツ波の周波数帯と、当該テラヘルツ波を発振するように構成された発振装置２０の位置及び当該テラヘルツ波の反射波を受信するように構成された受信装置３０の位置との少なくとも一方が含まれるが、他の条件（例えば、テラヘルツ波の強度等）が含まれていてもよい。

【0120】

また、本実施形態においては、受信装置３０から取得される反射波信号に基づいて反射波形を示す波形データを生成し、当該生成された波形データに基づいて樹脂４２の内部に混入している異物４３の種別を判別するが、当該異物４３の種別は、当該波形データと当該異物の周囲の樹脂からの反射波形を示す波形データとの相関性を予め学習した学習済モデルを用いて判別されてもよい。本実施形態においては、このような構成により、非破壊で樹脂４２の内部に混入している異物４３の種別を判別することができ、当該判別結果（異物４３の種別）を当該樹脂４２の品質チェック、当該樹脂４２に異物が混入した原因の分析及び当該異物４３の混入に対する対策等に利用することができる。

【0121】

なお、本実施形態においては、例えば０．０５～１０ＴＨｚの範囲に該当する周波数帯のテラヘルツ波を用いるものとして説明したが、具体的には、０．０７５～０．１２５ＴＨｚ帯のテラヘルツ波を利用することが好ましい。更に、樹脂４２の内部に混入している異物４３または欠陥が例えば金属、気泡、樹脂バリ、剥離及びき裂のうちの少なくとも１つである場合、０．１ＴＨｚ帯のテラヘルツ波は、反射波信号に基づいて生成される画像において当該異物４３を好適に可視化することが可能である。このため、本実施形態においては、０．０７５～０．１２５ＴＨｚ帯の中でも特に０．１ＴＨｚ帯のテラヘルツ波を利用するとよい。すなわち、本実施形態においてテラヘルツ波の照射条件に含まれるテラヘルツ波の周波数帯としては、他の周波数帯に比較して０．１ＴＨｚ帯が優先的に選択される。ただし、上記したテラヘルツ波の伝搬挙動の予測結果によっては、０．１ＴＨｚ帯以外の周波数帯がテラヘルツ波の照射条件に含まれても構わない。

【0122】

また、本実施形態における発振装置２０及び受信装置３０は、レンズ方式（テラヘルツ波及び当該テラヘルツ波の反射波を収束させるレンズを備える構成）を採用していてもよいし、レンズレス方式（テラヘルツ波及び当該テラヘルツ波の反射波を収束させるレンズを備えない構成）を採用していてもよいが、当該発振装置２０及び受信装置３０がレンズ方式を採用している場合には、強度が高い反射波を受信することができるため、例えば図１６に示すような異物４３を容易に視認することができる画像を生成することができる。すなわち、レンズ方式によれば、反射波に応じた反射波信号に基づく検査精度を向上させることができる。

【0123】

一方、発振装置２０及び受信装置３０がレンズレス方式を採用している場合には、反射波の強度が低下するため、図１７に示すように画像中の異物４３に対する視認性は低下する。しかしながら、レンズレス方式によれば、焦点合わせ等の作業が不要であるため、検査時間の短縮に寄与することができる。

【0124】

上記したように発振装置２０及び受信装置３０において採用されるレンズ方式及びレンズレス方式はそれぞれ利点が異なるため、検査対象（電力機器４０）に応じて適切な方式が選択されればよい。

【0125】

なお、本実施形態においては反射波信号のノイズレベルを下げるために当該反射波信号に対して複数回の加算平均処理を実行する場合があるが、検査時間を短縮するために、当該加算平均処理の回数を低減してもよい。

【0126】

本実施形態においては電力機器４０にテラヘルツ波を照射するものとして主に説明したが、本実施形態におけるパルス波として超音波を用いることも可能である。

【0127】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0128】

１０…検査装置、１１…伝搬挙動予測部、１２…反射波信号取得部、１３…波形データ生成部、１４…画像生成部、１５…深さ算出部、１６…判別部、１７…出力部、２０…発振装置、３０…受信装置、４０…電力機器、４１…導電部、４２…樹脂、４３…異物、５１…ビームスプリッタ、５２…レンズ、１０１…ＣＰＵ、１０２…不揮発性メモリ、１０３…ＲＡＭ、１０３ａ…検査プログラム、１０４…通信デバイス。

【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14】

【図15】

【図16】

【図17】