特開 2024-155132 非破壊検査方法および非破壊検査システム

(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】P2024155132

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】非破壊検査方法および非破壊検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 25/72 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

G01N25/72 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023069575

(22)【出願日】2023-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100083725

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100140349

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 継立

(74)【代理人】

【識別番号】100153305

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 卓弥

(74)【代理人】

【識別番号】100206933

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 正樹

(72)【発明者】

【氏名】寺崎 正

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 大地

(72)【発明者】

【氏名】坂田 義太朗

【テーマコード（参考）】

2G040

【Ｆターム（参考）】

2G040AA07

2G040AB09

2G040BA14

2G040BA26

2G040CA02

2G040DA06

2G040DA12

2G040DA15

2G040EA06

2G040FA09

2G040HA02

2G040HA06

2G040HA14

(57)【要約】

【課題】 本開示は、たとえば、薄板に限らず比較的厚い金属板の背面の正常、非正常を短時間で検出することを目的とする。
【解決手段】 非破壊検査方法は、背面に異種部材が接合された金属板の前面に０．１～１００μｍの範囲のいずれかの波長を含む電磁波を照射して、前記金属板の前面に入熱を行う工程と、前記金属板の前面の温度上昇中に、入熱終了後の前記前面の温度下降中に、または前記温度上昇中および前記温度下降中に、前記金属板への入熱量、前記金属板の物性、および前記金属板と前記異種部材の接合部の物性に相関した表面温度差を生じさせる工程と、前記表面温度差、前記表面温度差に基づく時定数差、または前記表面温度差および前記時定数差から、前記接合部を正常部または非正常部に判別する工程と、を含む。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

背面に異種部材が接合された金属板の前面に０．１～１００μｍの範囲のいずれかの波長を含む電磁波を照射して、前記金属板の前面に入熱を行う工程と、
前記金属板の前面の温度上昇中に、入熱終了後の前記前面の温度下降中に、または前記温度上昇中および前記温度下降中に、前記金属板への入熱量、前記金属板の物性、および前記金属板と前記異種部材の接合部の物性に相関した表面温度差を生じさせる工程と、
前記表面温度差、前記表面温度差に基づく時定数差、または前記表面温度差および前記時定数差から、前記接合部を正常部または非正常部に判別する工程と、
を備える非破壊検査方法。

【請求項2】

前記金属板の厚さが４ｍｍ以上である請求項１に記載の非破壊検査方法。

【請求項3】

前記入熱を行う工程において、定常入熱が行われ、
前記判別する工程において、前記温度上昇中の前記表面温度差より解析した前記表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、または解析により再構成された２次元像により、前記接合部を正常部または非正常部に判別する
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査方法。

【請求項4】

前記入熱を行う工程において、過渡入熱が行われ、
前記判別する工程において、前記温度下降中の前記表面温度差より解析した前記表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、または解析により再構成された２次元像により、前記接合部を正常部または非正常部に判別する
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査方法。

【請求項5】

前記入熱を行う工程において、振幅を有する入熱が行われ、
前記判別する工程において、前記表面温度差、前記時定数差、または前記振幅を有する入熱信号との位相差像から、前記接合部を正常部または非正常部に判別する
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査方法。

【請求項6】

前記入熱を行う工程において、振幅を有する入熱が行われ、
前記判別する工程において、前記温度上昇中または前記温度下降中の前記表面温度差より解析した前記表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、または解析により再構成された２次元像により、前記接合部を正常部または非正常部に判別する
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査方法。

【請求項7】

前記入熱を行う工程において、０．１ｍＨｚ～１Ｈｚの範囲の周波数の、振幅を有する入熱が行われ、
前記表面温度差を生じさせる工程において、前記温度上昇中および前記温度下降中に、前記金属板への入熱量、前記金属板の物性、前記接合部の物性、および前記周波数に相関した前記表面温度差の上下変動を生じさせ、
前記判別する工程において、前記表面温度差の上下変動から前記接合部を正常部または非正常部に判別する
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査方法。

【請求項8】

前記表面温度差の上下変動から前記接合部の密度変化を評価する工程をさらに備える
請求項７に記載の非破壊検査方法。

【請求項9】

前記表面温度差の前記時定数から前記接合部の熱伝導率または密度変化を評価する工程をさらに備える
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査方法。

【請求項10】

背面に異種部材が接合された金属板の前面に０．１～１００μｍの範囲のいずれかの波長を含む電磁波を照射可能であり、前記金属板の前面に入熱可能な入熱装置と、
前記電磁波を撮像可能な計測装置と、
計測装置により撮像された画像データを解析して、温度分布画像、温度変化の一次微分像、もしくは温度分布の位相差像を生成する解析装置と、
を備える非破壊検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、非破壊検査方法および非破壊検査システムに関し、特に、金属板背面の正常、非正常の判別に関する。

【背景技術】

【0002】

製造物は、初期の品質確認または劣化状況の確認のために、製造後または定期的に検査されることがある。このような検査では、製造物を破壊しないように、非破壊検査が用いられる。

【0003】

検査される製造物には、板状部材も含まれる。たとえば、金属製の薄板（特に厚みが１ｍｍ以下の薄板）の表面または表面近傍にある欠陥を、薄板の加熱および赤外線像の撮像により検査する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－９０８０１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では、金属板が、薄板、特に厚みが１ｍｍ以下の薄板に限定され、検出対象が表面または表面近傍にある欠陥に限定されている。このように、非破壊検査において、検査対象の厚みおよび表面から欠陥までの距離は、検査の可否を決定する重要な要素である。たとえば、４ｍｍ以上の厚みを有する金属板の背面の欠陥を１分程度の短時間で検査する技術は知られておらず、検査業者らは、比較的厚い金属板の短時間での検査は困難であるとの認識を有している。

【0006】

そこで、本開示は、たとえば、薄板に限らず、４ｍｍ以上という比較的厚い金属板の背面の正常、非正常を短時間で検出することを第１の目的とする。

【0007】

また、本開示は、たとえば、異種部材が接合された金属板の接合部の接着状態の違いを、４ｍｍ以上という比較的厚い金属板の側から短時間で検出することを第２の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本開示の第１の側面によれば、非破壊検査方法は、背面に異種部材が接合された金属板の前面に０．１～１００μｍの範囲のいずれかの波長を含む電磁波を照射して、前記金属板の前面に入熱を行う工程と、前記金属板の前面の温度上昇中に、入熱終了後の前記前面の温度下降中に、または前記温度上昇中および前記温度下降中に、前記金属板への入熱量、前記金属板の物性、および前記金属板と前記異種部材の接合部の物性に相関した表面温度差を生じさせる工程と、前記表面温度差、前記表面温度差に基づく時定数差、または前記表面温度差および前記時定数差から、前記接合部を正常部または非正常部に判別する工程と、を含む。

【0009】

上記非破壊検査方法において、前記金属板の厚さが４ｍｍ以上でもよい。

【0010】

前記入熱を行う工程において、定常入熱が行われてもよく、前記判別する工程において、前記温度上昇中の前記表面温度差より解析した前記表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、または解析により再構成された２次元像により、前記接合部を正常部または非正常部に判別してもよい。

【0011】

前記入熱を行う工程において、過渡入熱が行われてもよく、前記判別する工程において、前記温度下降中の前記表面温度差より解析した前記表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、または解析により再構成された２次元像により、前記接合部を正常部または非正常部に判別してもよい。

【0012】

前記入熱を行う工程において、振幅を有する入熱が行われてもよく、前記判別する工程において、前記表面温度差、前記時定数差、または前記振幅を有する入熱信号との位相差像から、前記接合部を正常部または非正常部に判別してもよい。

【0013】

前記入熱を行う工程において、振幅を有する入熱が行われてもよく、前記判別する工程において、前記温度上昇中または前記温度下降中の前記表面温度差より解析した前記表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、または解析により再構成された２次元像により、前記接合部を正常部または非正常部に判別してもよい。

【0014】

前記入熱を行う工程において、０．１ｍＨｚ～１Ｈｚの範囲の周波数の、振幅を有する入熱が行われてもよく、前記表面温度差を生じさせる工程において、前記温度上昇中および前記温度下降中に、前記金属板への入熱量、前記金属板の物性、前記接合部の物性、および前記周波数に相関した前記表面温度差の上下変動を生じさせてもよく、前記判別する工程において、前記表面温度差の上下変動から前記接合部を正常部または非正常部に判別してもよい。

【0015】

上記非破壊検査方法は、前記表面温度差の上下変動から前記接合部の密度変化を評価する工程をさらに含んでもよい。

【0016】

上記非破壊検査方法は、前記表面温度差の前記時定数から前記接合部の熱伝導率または密度変化を評価する工程をさらに含んでもよい。

【0017】

上記目的を達成するため、本開示の第２の側面によれば、非破壊検査システムは、背面に異種部材が接合された金属板の前面に０．１～１００μｍの範囲のいずれかの波長を含む電磁波を照射可能であり、前記金属板の前面に入熱可能な入熱装置と、前記電磁波を撮像可能な計測装置と、計測装置により撮像された画像データを解析して、温度分布画像、温度変化の一次微分像、もしくは温度分布の位相差像を生成する解析装置と、を含む。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、次のような効果が得られる。

【0019】

(1) ４ｍｍ以上という比較的厚い金属板と樹脂材料との接合部の接着状態の違いを、４ｍｍ以上という比較的厚い金属板の側から、有効かつ短時間で検出することができる。

【0020】

(2) 使用状態において異種部材側からの検査が容易でない検査対象を金属板側から検査でき、検査負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施の形態に係る非破壊検査システムおよび検査対象の一例を示す図である。

【図2】非破壊検査の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図3】解析モデルを説明するための図である。

【図4】解析モデルの表面温度差画像の一例を示す図である。

【図5】入熱時の過渡応答のシミュレーション結果の一例を示す図である。

【図6】入熱量と温度差の相関の一例および入熱量と時定数との相関の一例を示す図である。

【図7】第１の検査結果のイメージの一例を示す図である。

【図8】第２の検査結果のイメージの一例を示す図である。

【図9】第３の検査結果のイメージの一例を示す図である。

【図10】矩形波印加時の過渡応答のシミュレーション結果の一例を示す図である。

【図11】密度減少時の過渡応答のシミュレーション結果の一例を示す図である。

【図12】密度増加時の過渡応答のシミュレーション結果の一例を示す図である。

【図13】極性反転を説明するための図である。

【図14】密度変化率と温度差の変動量との関係を示す図である。

【図15】温度変化の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、実施の形態に係る非破壊検査システムおよび検査対象の一例を示している。図２は、非破壊検査の処理手順の一例を示すフローチャートである。図１に示す構成および図２に示す処理手順は一例であって、斯かる構成および処理手順に本開示の技術が限定されるものではない。

【0023】

積層板２は、非破壊検査の検査対象の一例であって、金属板４と、被接合部材６と、接着層８とを備えている。被接合部材６および接着層８は、金属板４に対する異種部材の一例である。

【0024】

金属板４は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、鉄などの金属の板である。金属板４は、たとえば４ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の範囲の厚みを有し、４ｍｍ未満の厚みを有してもよく、１０ｍｍを超える厚みを有してもよい。

【0025】

被接合部材６は、金属とは異なる部材であって、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの樹脂部材である。被接合部材６は、たとえば、金属板４の保護のために金属板４の背面に接合される。被接合部材６の種類および厚みは、保護の目的に応じて決定される。被接合部材６は、板状部材に限定されず、保護フィルムなどでもよい。

【0026】

接着層８は、たとえば固化した接着剤である。接着層８は、金属板４と被接合部材６の間に配置され、被接合部材６を金属板４に接合する。つまり、接着層８は、金属板と異種部材（被接合部材６および接着層８）の接合部の一例である。接着剤は、金属板４および被接合部材６に接合可能なものから決定される。

【0027】

積層板２は、使用状態において、被接合部材６側からの検査が難しい場合がある。たとえば、図１に示されているように、被接合部材６が薬液Ｌに接触している場合、被接合部材６側からの検査のために、薬液Ｌを除去する必要がある。そのため、本開示の技術では、金属板４側からの検査を前提とする。つまり、金属板４の前面（つまり、被接合部材６が接合されている金属板４背面の反対面）側からの検査を前提とする。想定される異常は、たとえば、被接合部材６または接着層８の剥離、損傷、劣化、空間形成、薬液浸透などである。

【0028】

既に述べた通り、検査業者らは、４ｍｍ以上の比較的厚い金属板の短時間での検査は困難であるとの認識を有していた。そこで、本発明者らは、金属板の背面に存在する異種部材を上手く利用して異常を検査することに注力した。

【0029】

非破壊検査では、金属板４の前面から背面に向かう伝搬波１０を生じさせる。伝搬波１０が接合部（接着層８）に緩衝して接合部で反射されると、接合部の物性に応じて異なる伝搬波１２が金属板４の前面に向かうことになる。伝搬波１２が金属板４の前面に到達することで、接合部の相違による変化が、金属板４の前面に現れることになる。ところで、伝搬波１０が異種部材側に伝搬すると、伝搬波１２が弱くなる。そのため、積層板２の検査では、伝搬波１０が樹脂などの異種部材よりも金属において高い透過性および伝搬性を有する検査波であると、異種部材を上手く利用して異常を検査することができる。このような伝搬波１０を得るため、非破壊検査では、たとえば０．１～１００μｍ（好ましくは０．７５～１４μｍ）の波長を含む電磁波を照射することとした。金属板４の前面には、接合部の物性の相違により、たとえば表面温度差が発生する。この表面温度差を用いて、接合部の物性の相違、ならびに接合部における正常部または非正常部を判別できる。

【0030】

非破壊検査は、本開示の非破壊検査方法の一例であって、入熱工程と、温度差発生工程と、判別工程とを含む。

【0031】

入熱工程では、金属板４の前面に、たとえば０．１～１００μｍ（好ましくは０．７５～１４μｍ）の波長を含む電磁波を照射して（Ｓ１０１）、金属板４の前面に入熱を行う（Ｓ１０２）。０．１～１００μｍの波長を含む電磁波は、熱または熱放射に関連し、伝搬波１０、伝搬波１０と接合部との緩衝、および伝搬波１２を生じさせることができる。０．７５～１４μｍの波長を含む電磁波は、接合部の接着状態の変化による物性（密度、伝導率など）の違いに対して、良好に干渉可能な電磁波であって、伝搬波１０の反射を効率的に生じさせることができる。

【0032】

温度差発生工程では、たとえば、金属板４の前面の温度上昇中に、金属板４の前面に表面温度差を発生させる（Ｓ１０３）。表面温度差は、同一時刻における正常部と非正常部の表面温度差を表す。温度の高い領域（たとえば非正常部）は、温度の低い領域（たとえば正常部）よりも高い温度上昇性を有することになる。つまり、正常部と非正常部との間では、最大温度到達時間（時定数）に差を発生させることになる。表面温度差および時定数差は、入熱終了後の前面の温度下降中に発生させてもよく、温度上昇中および温度下降中の両方で発生させてもよい。

【0033】

判別工程では、たとえば、表面温度差、時定数差の一方または両方から、金属板４の背面における正常部と非正常部とを判別する（Ｓ１０４）。正常部と非正常部は、表面温度差が表された温度分布画像から判別されてもよく、時定数が表された時定数画像から判別されてもよい。さらに、正常部と非正常部は、表面温度差より解析した表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、または解析により再構成された２次元像から判別されてもよい。時定数画像、表面温度差の一次微分像、位相差像、各ピクセルの時定数、２次元像は、コンピュータ処理時より表面温度または表面温度差から生成可能である。

【0034】

このような非破壊検査を実現するため、非破壊検査システム２２は、計測装置２４と、入熱装置２６－１、２６－２と、解析装置２８とを備える。解析装置２８は、計測装置２４および入熱装置２６－１、２６－２に接続され、情報端末３０と有線または無線で通信する。

【0035】

計測装置２４は、たとえば赤外線カメラであって、金属板４の前面の一定領域を撮像し、たとえば０．１～１００μｍの波長域において電磁波を画像化する。計測装置２４は、０．７５～１４μｍの波長域において電磁波を画像化してもよい。

【0036】

入熱装置２６－１、２６－２は、熱源であって、たとえば０．１～１００μｍの波長を含む電磁波を金属板４の前面に照射する。入熱装置２６－１、２６－２は、０．７５～１４μｍの波長を含む電磁波を金属板４の前面に照射してもよい。

【0037】

解析装置２８は、コンピュータを含み、既述の非破壊検査に関するコンピュータ処理を行う。つまり、解析装置２８は、計測装置２４から取得する電磁波画像データを解析して、たとえば、温度分布画像データ、時定数画像データ、表面温度差の一次微分像データ、位相差像データ、各ピクセルの時定数、再構成された２次元像データの少なくとも一つを生成する。正常部と非正常部の判別には、正常部と非正常部とを色差またはコントラストにより表す画像のデータを生成することも含まれる。

【0038】

解析装置２８は、プロセッサ、記憶部、通信部などを含む。プロセッサは記憶部にあるオペレーションシステム（ＯＳ）および検査プログラムを実行して、計測装置２４および入熱装置２６－１、２６－２を制御するとともに、表面温度差画像データを解析して解析画像を提示する。記憶部は、たとえばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、オペレーションシステムおよび各種プログラムを記憶するほか、データの記憶に用いられる。通信部は、情報端末３０に有線または無線で接続され、情報端末３０から情報を取得し、または情報端末３０に情報を出力する。

【0039】

実施の形態の特徴事項、利点および変形例等を以下に列挙する。

【0040】

(1) 薄板を含む積層板のみならず、４ｍｍ以上という比較的厚い金属板を含む積層板２の接着状態（正常、剥離、損傷、劣化、薬液浸透など）の違いを、従来困難であった４ｍｍ以上という比較的厚い金属板４の側から、有効かつ短時間で検出し、識別することができる。

【0041】

(2) 実施の形態では、表面温度差、時定数などから正常部と非正常部を判別しているが、他の指標から判別してもよい。たとえば、最大温度差到達時間から正常部と非正常部を判別してもよい。最大温度差到達時間は、入熱開始から、表面温度差が最大温度となるまでの時間である。

【0042】

(3) 被接合部材６および接着層８が異種部材を形成したが、接着層８のみが異種部材を形成してもよい。つまり、積層板２は、金属板４と接着層８とを含んでもよい。

【0043】

(4) 積層板２に照射される電磁波は、０．１～１００μｍの範囲または０．７５～１４μｍの範囲の全ての波長を含む必要はなく、０．１～１００μｍの範囲または０．７５～１４μｍの範囲のいずれかの波長または一部の波長を含んでいればよい。計測装置２４は、積層板２に照射される電磁波の波長域の全体または一部において電磁波を画像化してもよい。

【0044】

(5) 判別工程では、解析装置２８が、積層板２の表面に映るアーティファクトに起因する熱情報を除外するアルゴリズムを実行して、ノイズを抑制してもよい。アーティファクトは非破壊検査システム２２、作業員、周囲の装置などである。アーティファクトが通常の入熱以外の熱や光を反射または放射すると、アーティファクトに起因する熱情報の映り込みが発生する。通常の入熱以外の熱や光による撮像強度は、入熱開始からの時間経過に対して、入熱装置２６－１、２６－２による通常の撮像強度とは異なる挙動を示す。通常の撮像強度は入熱装置２６－１、２６－２による入熱に応じて変化するのに対し、通常の入熱以外の熱や光による撮像強度は、入熱装置２６－１、２６－２による入熱に無関係であり、時間経過に対してたとえば一定である。そこで、解析装置２８は、以下に示すアルゴリズムを実行することで、アーティファクトからの熱や光の影響を抑制することができ、検出の感度を向上させることができる。
〔アルゴリズム〕
・計測装置２４により撮影された画像から、強度が変化しない像を除外する。たとえば、撮影された画像から、初期画像を除算する。
・撮影された画像から、通常の撮像強度とは異なる挙動を示す撮像強度を有する像を除外する。

【0045】

(6) 非破壊検査システム２２は２台の入熱装置２６－１、２６－２を含んでいる。しかしながら、入熱装置の数は、１台でもよく、３台以上でもよい。

【実施例0046】

実施例１に係る非破壊検査では、温度上昇を利用して正常部と非正常部を判別する。実施例１に係る非破壊検査では、定常入熱が行われる。つまり、入熱工程において、表面温度が定常状態になるまで入熱が行われる。

【0047】

図３に示されている解析モデル３２は、積層板２に相当するシミュレーションモデルである。解析モデル３２の条件は、以下の通りである。
〔解析モデル３２の条件〕
・寸法： 幅…１００ｍｍ、長さ…２５０ｍｍ、厚さ…１０ｍｍ（矩形形状）
・金属板４： 厚さ…６ｍｍ、熱伝導率…１６．７Ｗ／ｍＫ（ワット毎メートル毎ケルビン）
・被接合部材６： 厚さ…３ｍｍ、熱伝導率…０．２Ｗ／ｍＫ
・接着層８： 厚さ…１ｍｍ、周囲部３４の熱伝導率…０．２Ｗ／ｍＫ、中央部３６の熱伝導率…０．０２５７Ｗ／ｍＫ

【0048】

金属板４の熱伝導率は、ＳＵＳ３０４を想定して設定され、被接合部材６の熱伝導率は、ＰＴＦＥを想定して設定された。接着層８の周囲部３４の熱伝導率は、接着剤を想定して設定され、接着層８の中央部３６の熱伝導率は、空間を想定して設定された。つまり、周囲部３４は、正常部に相当し、中央部３６は非正常部に相当する。

【0049】

解析条件は以下の通りである。
〔解析条件〕
・解析内容： 伝熱解析
・周囲の熱伝達率： ４．６５Ｗ／ｍ²Ｋ（静止空気を想定）
・熱輻射係数： ０．９
・入熱： 金属板４側から一定の熱流を印加

【0050】

図４は、解析モデルのシミュレーション結果であって、解析モデルの表面温度差画像の一例を示している。図４は、５０Ｗの熱流を印加した場合のシミュレーション結果の一例である。図４において、ドットの粗密は温度を表し、ドットが密になるにつれて温度が高いことを表す。「ａ」は、正常部における検査位置を表し、「ｂ」は非正常部における検査位置を表す。

【0051】

図４のＡに示されているように、入熱前において、表面温度差はなく、均一温度である。図４のＢに示されているように、入熱の第一段階では、中央部３６（非正常部）の温度が周囲部３４（正常部）よりも高くなる。図４のＣに示されているように、入熱の第二段階では、中央部３６から周囲部３４に熱が伝搬し、最終的には温度が平均化される。そこで、非破壊検査では、たとえば、入熱の第一段階の表面温度差を解析することで正常部と非正常部を判別することができる。

【0052】

図５は、入熱時の過渡応答のシミュレーション結果の一例を示している。図５では、１０Ｗ、３０Ｗ、５０Ｗ、７０Ｗの熱流の印加結果が示されている。「接着剤あり」は、図４に示されているポイントａにおける表面温度であって、周囲部３４の結果である。「接着剤なし」は、図４に示されているポイントｂにおける表面温度であって、中央部３６の結果である。図５において、横軸は印加時間〔単位：秒〕を表し、縦軸は表面温度〔単位：℃〕を表す。

【0053】

図５に示されているように、入熱量が大きくなると、周囲部３４と中央部３６の表面温度差が大きくなる。つまり、接着剤の有無により、時定数が異なることになる。

【0054】

非正常部の判断を容易にするため、周囲部３４と中央部３６の表面温度差を１．５度以上に設定すると、図６のＡに示されているように、１０Ｗ以上で入熱すればよいことが解かる。

【0055】

図６のＢに示されているように、入熱量が１０～７０Ｗである場合、時定数は４８０秒から５５０秒になり、入熱量を上昇させると、時定数が減少する。図６のＢに示されている時定数の減少傾向（傾き）から、時定数が約６０秒になる入熱量を推定すると、約２５０Ｗになることが解かる。つまり、実施例１に示されているシミュレーションの結果として、入熱量を約２５０Ｗとすると、約６０秒で表面温度が最大温度に到達して、過渡状態から定常状態に移行することになる。

【0056】

実施例１の特徴事項、利点および変形例等を以下に列挙する。

【0057】

(1) 従来、４ｍｍ以上という比較的厚い金属板４の裏側の状態を非破壊検査で検査することは困難であるとされてきた。しかしながら、接合部の接着状態の変化による物性の違いに対して干渉可能な電磁波を使用すれば、比較的厚い金属板４の裏側の状態を非破壊検査で検査することが可能である。すなわち、本開示の非破壊検査によれば、４ｍｍ以上という比較的厚い金属板４含む積層板２の接着状態の違いを、金属板４側から、有効かつ短時間に識別することができる。

【0058】

(2) 入熱量が１０Ｗ以上であると、表面温度差が１．５℃以上となり、正常部と非正常部の判別が容易になる。

【実施例0059】

実施例２は、実施の形態で記述した非破壊検査システム２２を用いて正常部と非正常部を判別させた例である。実施例２では、過渡入熱が行われる。つまり、入熱工程において、表面温度が過渡状態になるように入熱が行われる。

【0060】

実施例２に係る非破壊検査システム２２は、実施の形態で記述した非破壊検査システム２２と同様の構成を有する。実施の形態と同様の部分については、説明を割愛する。実施例２に係る非破壊検査システム２２は、さらに、以下の構成または仕様を有している。
・入熱装置２６－１、２６－２： ハロゲンランプ（２台）、出力 ２ｋＷ／台

【0061】

実施例２に係る非破壊検査は、入熱工程と、温度差発生工程と、判別工程とを含む。入熱工程は、実施の形態で記述した入熱工程と同様である。なお、入熱装置２６－１、２６－２の照射時間は５秒である。

【0062】

温度差発生工程では、入熱終了後の表面温度下降中に、表面温度差を発生させた（Ｓ１０３）。表層におけるノイズの混入を防止するため、入熱終了後２５秒間は計測を行わなかった。

【0063】

判別工程では、非計測時間を経過後、サンプルの表面温度を３０秒間（検査開始の３０秒後から６０秒後までの間）計測し、計測後に表面温度データを解析して、表面温度の位相像を生成し、生成した位相像から正常部と非正常部とを判別した（Ｓ１０４）。解析時間は、約６０秒間（検査開始の６０秒後から１２０秒後までの間）であった。

【0064】

図７のＡにおいて破線円で示される位置に非正常部を有する積層板２を非破壊検査システム２２で検査したところ、図７のＢに示すような解析画像（位相像）が得られた。解析画像では、正常部と非正常部の間で位相差が異なることが示されている。非破壊検査システム２２により、解析画像に示されている位相差から、正常部と非正常部の判別が可能である。また、検査開始から解析完了までの全体の時間は約３分であり、短時間で正常部位と非正常部位とを判別することができた。

【0065】

実施例２の変形例を以下に示す。

【0066】

(1) 実施例２に係る非破壊検査システム２２では、入熱装置２６－１、２６－２がそれぞれ２ｋＷの出力を有している。しかしながら、入熱装置２６－１、２６－２の出力は検査可能に調整されていればよく、２ｋＷ未満でもよく、２ｋＷを超えてもよい。たとえば、非破壊検査システム２２は、以下に示す入熱装置２６－１、２６－２を有してもよい。
・入熱装置２６－１、２６－２： ハロゲンランプ（２台）、出力 ５００Ｗ／台

【0067】

５００Ｗ／台の出力を伴う非破壊検査システム２２により、図８のＡに示す積層板２を検査した。なお、入熱装置２６－１、２６－２の出力は、０．００５Ｈｚの周波数で矩形波状に変動させた。積層板２の構成は以下の通りである。積層板２には、直径Ｄおよび浮き高さＨを有する変形部４８が形成されている。
〔積層板２の構成〕
・金属板４： 材質…ステンレス鋼、厚さ…６ｍｍ
・被接合部材６： 材質…ポリテトラフルオロエチレン、厚さ…６ｍｍ

【0068】

直径Ｄが７０ｍｍ、浮き高さＨが０．５ｍｍである積層板２の非破壊検査において、図８のＢに示すように、変形部４８の存在を確認可能な温度分布画像を得ることができた。直径Ｄが１２０ｍｍ、浮き高さＨが６ｍｍである積層板２の非破壊検査において、図８のＣに示すように、変形部４８の存在を確認可能な温度分布画像を得ることができた。直径Ｄが１２０ｍｍ、浮き高さＨが６．５ｍｍである積層板２の非破壊検査において、図８のＤに示すように、変形部４８の存在を確認可能な温度分布画像を得ることができた。また、直径Ｄが１２０ｍｍ、浮き高さＨが６ｍｍである積層板２の非破壊検査において、図９に示されているような画像を得ることができた。入熱停止から少なくとも１４０秒後、１６０秒後および１８０秒後に取得した画像において、変形部４８の存在が確認できた。５００Ｗ／台の出力を伴う非破壊検査システム２２の有効性が確認された。