JP3276295B2 - 渦電流探傷装置 - Google Patents
渦電流探傷装置Info
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- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非破壊で内部の傷を
検査する渦電流探傷試験に供される渦電流探傷プローブ
に関する。
検査する渦電流探傷試験に供される渦電流探傷プローブ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】渦電流探傷試験は、鉄鋼・非鉄材料の製
造時における検査及び熱交換機の細管など各種プラント
における保守検査などに広く用いられており、渦電流探
傷プローブはその探傷装置の性能を決める重要な要素の
一つである。
造時における検査及び熱交換機の細管など各種プラント
における保守検査などに広く用いられており、渦電流探
傷プローブはその探傷装置の性能を決める重要な要素の
一つである。
【０００３】従来の渦電流探傷プローブの例を図１１に
示す。１は被試験体で、５０は励磁・検出コイル、５１
は励磁コイル、５２は検出コイルである。従来の渦電流
探傷プローブは、励磁，検出コイルとしてボビンコイル
やパンケーキコイル等を用いる。そして、探傷プローブ
は、コイル５０，５２自身のインピーダンス変化から傷
の有無を調べるアブソリュート型｛図１１の（ａ），
（ｂ）｝と、二つのコイル５０，５２の差動成分から傷
の有無を調べるディファレンシャル型｛図１１の
（ｃ），（ｄ），（ｅ）｝とに分けられる。
示す。１は被試験体で、５０は励磁・検出コイル、５１
は励磁コイル、５２は検出コイルである。従来の渦電流
探傷プローブは、励磁，検出コイルとしてボビンコイル
やパンケーキコイル等を用いる。そして、探傷プローブ
は、コイル５０，５２自身のインピーダンス変化から傷
の有無を調べるアブソリュート型｛図１１の（ａ），
（ｂ）｝と、二つのコイル５０，５２の差動成分から傷
の有無を調べるディファレンシャル型｛図１１の
（ｃ），（ｄ），（ｅ）｝とに分けられる。
【０００４】またさらに、渦電流を誘起させるための励
磁と、渦電流による磁界の検出を同じコイル５０で行う
自己誘導型｛図１１の（ａ），（ｃ），（ｅ）｝と、励
磁の為の励磁コイル５１と、検出の為の検出コイル５２
との２種類のコイルからなる相互誘導型｛図１１の
（ｂ），（ｄ）｝とにわけられる。特にディファレンシ
ャル型は、アブソリュート型に比べて、コイルと被試験
体の間の距離が変化する水平リフトオフによるノイズに
強いという特徴を有する。
磁と、渦電流による磁界の検出を同じコイル５０で行う
自己誘導型｛図１１の（ａ），（ｃ），（ｅ）｝と、励
磁の為の励磁コイル５１と、検出の為の検出コイル５２
との２種類のコイルからなる相互誘導型｛図１１の
（ｂ），（ｄ）｝とにわけられる。特にディファレンシ
ャル型は、アブソリュート型に比べて、コイルと被試験
体の間の距離が変化する水平リフトオフによるノイズに
強いという特徴を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の渦電流
探傷プローブ（特にアブソリュート型）では、リフトオ
フによってリフトオフ信号が発生し、傷信号がこれに埋
もれてしまい検出能を悪化させるという問題があった。
探傷プローブ（特にアブソリュート型）では、リフトオ
フによってリフトオフ信号が発生し、傷信号がこれに埋
もれてしまい検出能を悪化させるという問題があった。
【０００６】また、リフトオフに強いディファレンシャ
ル型においても、被試験体に対してプローブが傾く斜め
リフトオフ（図１２）に対しては、二つのコイル５２と
被試験体１までの距離ｌ1 ，ｌ2 に差が生じることによ
って、斜めリフトオフ信号が発生して傷の検出能が悪く
なると言う問題があった。なお、５１は励磁コイルであ
る。
ル型においても、被試験体に対してプローブが傾く斜め
リフトオフ（図１２）に対しては、二つのコイル５２と
被試験体１までの距離ｌ1 ，ｌ2 に差が生じることによ
って、斜めリフトオフ信号が発生して傷の検出能が悪く
なると言う問題があった。なお、５１は励磁コイルであ
る。
【０００７】また、図１１の（ｅ）に示す渦電流探傷プ
ローブは、斜めリフトオフに対して、検出能の低下が少
ない。このプローブは、交差して配置された２個のコイ
ルを差動接続したものである。しかし、このプローブは
検出能に指向性があり、特に走査方向に対して４５゜の
方向の傷検出能が落ちるという問題点がある。本発明の
目的は、リフトオフに対して検出能が低下せず、検出能
に指向性の改善を図った渦電流探傷プローブを提供する
ことにある。
ローブは、斜めリフトオフに対して、検出能の低下が少
ない。このプローブは、交差して配置された２個のコイ
ルを差動接続したものである。しかし、このプローブは
検出能に指向性があり、特に走査方向に対して４５゜の
方向の傷検出能が落ちるという問題点がある。本発明の
目的は、リフトオフに対して検出能が低下せず、検出能
に指向性の改善を図った渦電流探傷プローブを提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の渦電流探傷プローブは以下のように構成さ
れている。 （１） 本発明の渦電流探傷装置（請求項１）は、交流
駆動によって被試験体に誘起された渦電流による磁場の
変位を検出するためのコイルを含む渦電流探傷プローブ
を用いて構成される渦電流探傷装置において、前記被試
験体の被検面と対向している前記コイルが菱形の各頂点
部に中心を有するよう配置され、且つ菱形の対角線上に
配置されている一対のコイルが同相接続され、且つ同相
接続された２組のコイルが差動接続して渦電流探傷プロ
ーブが構成したことを特徴とする。
め、本発明の渦電流探傷プローブは以下のように構成さ
れている。 （１） 本発明の渦電流探傷装置（請求項１）は、交流
駆動によって被試験体に誘起された渦電流による磁場の
変位を検出するためのコイルを含む渦電流探傷プローブ
を用いて構成される渦電流探傷装置において、前記被試
験体の被検面と対向している前記コイルが菱形の各頂点
部に中心を有するよう配置され、且つ菱形の対角線上に
配置されている一対のコイルが同相接続され、且つ同相
接続された２組のコイルが差動接続して渦電流探傷プロ
ーブが構成したことを特徴とする。
【０００９】 （２） 本発明の渦電流探傷装置（請求項２）は、交流
駆動によって被試験体に渦電流を誘起し、且つ誘起され
た渦電流による磁場の変位を測定するコイルを含む渦電
流探傷プローブを用いて構成される自己誘導方式の渦電
流探傷装置において、特性が同じである前記コイルが、
菱形の各頂点部に中心を有するよう配置され、菱形の対
角線上の頂点部に配置されている一対のコイルが逆相接
続され、且つ逆相接続された２組のコイルが差動接続し
て渦電流探傷プローブが構成したことを特徴とする。 （３） 本発明の渦電流探傷装置（請求項３）は、
（１）或いは（２）に記載の前記渦電流探傷プローブが
複数個配列形成され、隣り合う渦電流探傷プローブ間で
前記菱形の各頂点部に中心を有する四つのコイルの中の
一つのコイルを共有し、且つ渦電流探傷プローブを切り
替える手段を具備することを特徴とする。
駆動によって被試験体に渦電流を誘起し、且つ誘起され
た渦電流による磁場の変位を測定するコイルを含む渦電
流探傷プローブを用いて構成される自己誘導方式の渦電
流探傷装置において、特性が同じである前記コイルが、
菱形の各頂点部に中心を有するよう配置され、菱形の対
角線上の頂点部に配置されている一対のコイルが逆相接
続され、且つ逆相接続された２組のコイルが差動接続し
て渦電流探傷プローブが構成したことを特徴とする。 （３） 本発明の渦電流探傷装置（請求項３）は、
（１）或いは（２）に記載の前記渦電流探傷プローブが
複数個配列形成され、隣り合う渦電流探傷プローブ間で
前記菱形の各頂点部に中心を有する四つのコイルの中の
一つのコイルを共有し、且つ渦電流探傷プローブを切り
替える手段を具備することを特徴とする。
【００１０】この場合、複数の渦電流探傷プローブが、
円柱の基体の側面に配置されている。上記各構成におい
て、磁場を検出するコイルは、被試験体に傷がない時、
鎖交磁束が等しくなるよう調節される。
円柱の基体の側面に配置されている。上記各構成におい
て、磁場を検出するコイルは、被試験体に傷がない時、
鎖交磁束が等しくなるよう調節される。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】本発明の渦電流探傷プローブは上記構成に
よって以下の作用・効果を有する。 （１） に記載の渦電流探傷装置によれば、励磁によって
被試験体に渦電流が誘起され、この渦電流の変化を磁気
的に結合する検出コイルによって検出する。４個の検出
コイルは、対角同士の２個のコイルが同相接続され、さ
らに同相接続された２組の検出コイルが差動接続されて
いる。従って、見かけ上は２個のコイルが差動接続され
た形となっている。
よって以下の作用・効果を有する。 （１） に記載の渦電流探傷装置によれば、励磁によって
被試験体に渦電流が誘起され、この渦電流の変化を磁気
的に結合する検出コイルによって検出する。４個の検出
コイルは、対角同士の２個のコイルが同相接続され、さ
らに同相接続された２組の検出コイルが差動接続されて
いる。従って、見かけ上は２個のコイルが差動接続され
た形となっている。
【００１６】差動接続された２組の検出コイルの検出中
心は、４個のコイルが菱形の各頂点に配置されているの
で同一となる。このため、水平リフトオフ変化に対して
は、同相接続された２組のコイル間で完全にキャンセル
される。また、図１４に示すような斜めリフトオフに対
しては、同相接続された２組のコイル２０，２１の検出
中心が同じになっている。従って、被試験体が傾いて
も、検出中心と被試験体との距離ｌは互いに変わらない
ので、リフトオフ信号を大幅に低減することができる。
心は、４個のコイルが菱形の各頂点に配置されているの
で同一となる。このため、水平リフトオフ変化に対して
は、同相接続された２組のコイル間で完全にキャンセル
される。また、図１４に示すような斜めリフトオフに対
しては、同相接続された２組のコイル２０，２１の検出
中心が同じになっている。従って、被試験体が傾いて
も、検出中心と被試験体との距離ｌは互いに変わらない
ので、リフトオフ信号を大幅に低減することができる。
【００１７】なお、同相接続とは、コイルの極性を同じ
向きにして接続することで、差動接続とは出力電圧の差
をとるように接続することである。その同相接続，並び
に差動接続の等価回路的に表したものを図１５に示す
（また、この接続は図１５（ｂ）のようにも表すことが
できる。）。なお、図１５において、黒点は各コイルの
極性を示し、矢印は各コイルが発生する電圧の方向を示
している。図１５において、６０ａ〜ｄは検出コイル
で、６１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル６
０ａと６０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されて
いる。また、同様にコイル６０ｃと６０ｄとがそれぞれ
菱形の対角線上の頂点部に配置されている。図１５
（ａ）において、コイル６０ａとコイル６０ｂがコイル
の極性が同じ向きに接続されている、つまり同相接続さ
れている。同様にコイル６０ｃと６０ｄとが同相接続さ
れている。そして、コイル６０ａ，６０ｂの組とコイル
６０ｃ，６０ｄとの組とが、それらの出力電圧の差をと
るように接続されている、つまり差動接続されている。
向きにして接続することで、差動接続とは出力電圧の差
をとるように接続することである。その同相接続，並び
に差動接続の等価回路的に表したものを図１５に示す
（また、この接続は図１５（ｂ）のようにも表すことが
できる。）。なお、図１５において、黒点は各コイルの
極性を示し、矢印は各コイルが発生する電圧の方向を示
している。図１５において、６０ａ〜ｄは検出コイル
で、６１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル６
０ａと６０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されて
いる。また、同様にコイル６０ｃと６０ｄとがそれぞれ
菱形の対角線上の頂点部に配置されている。図１５
（ａ）において、コイル６０ａとコイル６０ｂがコイル
の極性が同じ向きに接続されている、つまり同相接続さ
れている。同様にコイル６０ｃと６０ｄとが同相接続さ
れている。そして、コイル６０ａ，６０ｂの組とコイル
６０ｃ，６０ｄとの組とが、それらの出力電圧の差をと
るように接続されている、つまり差動接続されている。
【００１８】（２）に記載の渦電流探傷装置によれば、
菱形の各頂点に特性が同じコイルが配置され、且つ対角
線上に配置されている該コイルが逆相接続され、逆相接
続された２組のコイルは差動接続されている。
菱形の各頂点に特性が同じコイルが配置され、且つ対角
線上に配置されている該コイルが逆相接続され、逆相接
続された２組のコイルは差動接続されている。
【００１９】この例を具体的に図１６に示す。なお、実
際の構成は自己誘導型であるが、ここではわかりやすい
ように励磁と検出の極性が同じである相互誘導型で表し
ている。図１６において、７０ａ〜ｄは検出コイルで、
７１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル７０ａ
と７０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されてい
る。また、同様にコイル７０ｃと７０ｄとがそれぞれ菱
形の対角線上の頂点部に配置されている。コイル７０ａ
とコイル７０ｂとは、極性が逆の向きに接続されている
が励磁コイル７１ａ，７１ｂの極性が逆になっているた
め二つのコイル７０ａ，ｂの出力電圧は和となる（これ
を逆相接続という）。そして、コイル７０ｃ，ｄも逆相
接続されている。そしてコイル７０ａ，ｂの組とコイル
７０ｃ，ｄとの組が、出力電圧の差をとるよう差動接続
されている。
際の構成は自己誘導型であるが、ここではわかりやすい
ように励磁と検出の極性が同じである相互誘導型で表し
ている。図１６において、７０ａ〜ｄは検出コイルで、
７１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル７０ａ
と７０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されてい
る。また、同様にコイル７０ｃと７０ｄとがそれぞれ菱
形の対角線上の頂点部に配置されている。コイル７０ａ
とコイル７０ｂとは、極性が逆の向きに接続されている
が励磁コイル７１ａ，７１ｂの極性が逆になっているた
め二つのコイル７０ａ，ｂの出力電圧は和となる（これ
を逆相接続という）。そして、コイル７０ｃ，ｄも逆相
接続されている。そしてコイル７０ａ，ｂの組とコイル
７０ｃ，ｄとの組が、出力電圧の差をとるよう差動接続
されている。
【００２０】（３）に記載の渦電流探傷装置によれば、
（１）又は（２）に記載のプローブの配置構成におい
て、センサが複数配列形成され、且つセンサとセンサの
一部が重なった状態になっている。従って、配列されて
いる方向の検出感度の死角を低減することができる。
（１）又は（２）に記載のプローブの配置構成におい
て、センサが複数配列形成され、且つセンサとセンサの
一部が重なった状態になっている。従って、配列されて
いる方向の検出感度の死角を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。（参考例） 図１は本発明の参考例に係わる渦電流探傷プローブの構
成を示す図である。図１の（ａ）は渦電流探傷プローブ
の模式図で、図１の（ｂ）は断面図である。被試験体１
の表面上に２個の径の異なる検出コイル２（２ａ，２
ｂ）が同心円上に配置されている。また、差動接続され
ている２個の検出コイル２ａ，２ｂは、傷信号を取り出
すブリッジ回路３に接続され、傷信号だけが取りだされ
る。２個の検出コイル２ａ，２ｂは、被試験体１に傷が
ない場合に、渦電流によって検出コイル２内に発生する
鎖交磁束が等しくなるように予め調節されている。
を参照して説明する。（参考例） 図１は本発明の参考例に係わる渦電流探傷プローブの構
成を示す図である。図１の（ａ）は渦電流探傷プローブ
の模式図で、図１の（ｂ）は断面図である。被試験体１
の表面上に２個の径の異なる検出コイル２（２ａ，２
ｂ）が同心円上に配置されている。また、差動接続され
ている２個の検出コイル２ａ，２ｂは、傷信号を取り出
すブリッジ回路３に接続され、傷信号だけが取りだされ
る。２個の検出コイル２ａ，２ｂは、被試験体１に傷が
ない場合に、渦電流によって検出コイル２内に発生する
鎖交磁束が等しくなるように予め調節されている。
【００２２】２個の検出コイル２の上に、交流駆動によ
って被試験体に渦電流を誘起させるための励磁コイル４
が配置されている。なお、この励磁コイル４の中心は、
検出コイル２の中心軸上に配置されている。また、この
励磁コイル４に交流電流を与える発振器５が接続されて
いる。
って被試験体に渦電流を誘起させるための励磁コイル４
が配置されている。なお、この励磁コイル４の中心は、
検出コイル２の中心軸上に配置されている。また、この
励磁コイル４に交流電流を与える発振器５が接続されて
いる。
【００２３】本装置では、傷がない場合ブリッジ回路３
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本装置の
動作について説明する。先ず、励磁コイル４に発振器５
から交流電流を供給し交流磁場を発生させ、被試験体１
表面に渦電流６を誘起させる。検出コイル２は、渦電流
６によって形成される磁場の変化を検出する。
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本装置の
動作について説明する。先ず、励磁コイル４に発振器５
から交流電流を供給し交流磁場を発生させ、被試験体１
表面に渦電流６を誘起させる。検出コイル２は、渦電流
６によって形成される磁場の変化を検出する。
【００２４】渦電流６の流れている領域に傷がないと、
渦電流６は定常状態にある。そして、定常状態の渦電流
６では鎖交磁束が等しくなるように調節された検出コイ
ル２ａ，２ｂによって信号がキャンセルされ、ブリッジ
回路３の出力は０となる。一方、被試験体１に傷７があ
る場合、渦電流６に乱れが生じ、外側と内側の検出コイ
ル２ａ，２ｂの鎖交磁束に差が生じる。そして、鎖交磁
束の違いが、ブリッジ回路３で検出され、傷７が検出さ
れる。
渦電流６は定常状態にある。そして、定常状態の渦電流
６では鎖交磁束が等しくなるように調節された検出コイ
ル２ａ，２ｂによって信号がキャンセルされ、ブリッジ
回路３の出力は０となる。一方、被試験体１に傷７があ
る場合、渦電流６に乱れが生じ、外側と内側の検出コイ
ル２ａ，２ｂの鎖交磁束に差が生じる。そして、鎖交磁
束の違いが、ブリッジ回路３で検出され、傷７が検出さ
れる。
【００２５】また、水平リフトオフがある場合、２個の
検出コイルは同心円上にあり、その鎖交磁束は等しくな
るため、リフトオフ信号はキャンセルされ、ブリッジ回
路の出力は０となる。また、斜めリフトオフの場合、２
個の検出コイルの検出中心は被試験体と互いに等しい距
離にあるので、２個の検出コイルの鎖交磁束の差は小さ
く、リフトオフ信号が低減される。
検出コイルは同心円上にあり、その鎖交磁束は等しくな
るため、リフトオフ信号はキャンセルされ、ブリッジ回
路の出力は０となる。また、斜めリフトオフの場合、２
個の検出コイルの検出中心は被試験体と互いに等しい距
離にあるので、２個の検出コイルの鎖交磁束の差は小さ
く、リフトオフ信号が低減される。
【００２６】次に本参考例の構成を細管等の円筒試料内
部の探傷に用いる場合について図２を用いて説明する。
ここで、図１と同一なものには同一符号を付し、その説
明を省略する。細管等の円筒試料の探傷では例えばプロ
ーブ基体１１に励磁コイル４，検出コイル２を取り付け
て探傷を行う。しかし、円筒試料１０が曲率を有する場
合等は、プローブが円筒試料１０の中心軸に対して斜め
になる。しかし、このプローブを用いることによって、
水平リフトオフ信号はキャンセルされ、斜めリフトオフ
信号を低減することができる。従って、傷の検出能を向
上させることができる。
部の探傷に用いる場合について図２を用いて説明する。
ここで、図１と同一なものには同一符号を付し、その説
明を省略する。細管等の円筒試料の探傷では例えばプロ
ーブ基体１１に励磁コイル４，検出コイル２を取り付け
て探傷を行う。しかし、円筒試料１０が曲率を有する場
合等は、プローブが円筒試料１０の中心軸に対して斜め
になる。しかし、このプローブを用いることによって、
水平リフトオフ信号はキャンセルされ、斜めリフトオフ
信号を低減することができる。従って、傷の検出能を向
上させることができる。
【００２７】次に、圧延工程における鉄板の探傷に用い
る場合について図３を用いて説明する。鉄板１５などの
圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験を行う場
合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する鉄板１５
のリフトオフは一定ではない。しかし、本発明の探触子
を用いることによって、リフトオフ信号を低減すること
ができ、傷の検出能を向上させることができ、鉄板の品
質を保持することができる。 （第１実施形態） 図４は本発明の第１実施形態に係わる渦電流探傷プロー
ブの構成の概念を示す模式図である。図４の（ａ）は渦
電流探傷プローブの模式図で、図４の（ｂ）は平面図
で、図４の（ｃ）は断面図である。また、図５は本実施
形態の渦電流探傷プローブの検出コイル部の回路構成を
示す模式図である。被試験体１の上方に菱形の各頂点部
に中心を有するよう４個の検出コイル２０（２０ａ，２
０ｂ），２１（２１ａ，２１ｂ）が配置されている。４
個の検出コイル２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは、渦
電流６が定常状態である時、鎖交磁束が等しくなるよう
に調節されている。
る場合について図３を用いて説明する。鉄板１５などの
圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験を行う場
合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する鉄板１５
のリフトオフは一定ではない。しかし、本発明の探触子
を用いることによって、リフトオフ信号を低減すること
ができ、傷の検出能を向上させることができ、鉄板の品
質を保持することができる。 （第１実施形態） 図４は本発明の第１実施形態に係わる渦電流探傷プロー
ブの構成の概念を示す模式図である。図４の（ａ）は渦
電流探傷プローブの模式図で、図４の（ｂ）は平面図
で、図４の（ｃ）は断面図である。また、図５は本実施
形態の渦電流探傷プローブの検出コイル部の回路構成を
示す模式図である。被試験体１の上方に菱形の各頂点部
に中心を有するよう４個の検出コイル２０（２０ａ，２
０ｂ），２１（２１ａ，２１ｂ）が配置されている。４
個の検出コイル２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは、渦
電流６が定常状態である時、鎖交磁束が等しくなるよう
に調節されている。
【００２８】そして、対角線上に配置されている検出コ
イル２０ａと２０ｂ及び２１ａと２１ｂは同相接続され
ている。そして、同相接続された２組の検出コイル２
０，２１は差動接続されて、傷信号をとりだすブリッジ
回路３に接続されている。そして検出コイル２０，２１
上に被試験体１に渦電流６を誘起させるための励磁コイ
ル４が配置されている。励磁コイル４には、交流電流を
与える発振器５が接続されている。
イル２０ａと２０ｂ及び２１ａと２１ｂは同相接続され
ている。そして、同相接続された２組の検出コイル２
０，２１は差動接続されて、傷信号をとりだすブリッジ
回路３に接続されている。そして検出コイル２０，２１
上に被試験体１に渦電流６を誘起させるための励磁コイ
ル４が配置されている。励磁コイル４には、交流電流を
与える発振器５が接続されている。
【００２９】本装置では、傷がない場合ブリッジ回路３
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本実施形
態の動作について説明する。励磁コイル４に、発振器５
から交流電流を供給し、被試験体１の表面に渦電流６を
誘起させる。この渦電流６によって、交流磁場が生成さ
れ、渦電流６による鎖交磁束が検出コイル２０，２１を
通過し、検出コイル２０，２１内に電流が流れる。
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本実施形
態の動作について説明する。励磁コイル４に、発振器５
から交流電流を供給し、被試験体１の表面に渦電流６を
誘起させる。この渦電流６によって、交流磁場が生成さ
れ、渦電流６による鎖交磁束が検出コイル２０，２１を
通過し、検出コイル２０，２１内に電流が流れる。
【００３０】傷がない場合、渦電流は定常状態にあり、
各検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が等しく、ブリッ
ジ回路３の出力は０となる。傷がある場合、渦電流が乱
れ、検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が各コイル間で
異なり、ブリッジ回路３に出力が表れ、傷が検出され
る。
各検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が等しく、ブリッ
ジ回路３の出力は０となる。傷がある場合、渦電流が乱
れ、検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が各コイル間で
異なり、ブリッジ回路３に出力が表れ、傷が検出され
る。
【００３１】また、水平リフトオフが有る場合、同相接
続された２組の検出コイル２０，２１の検出中心から被
試験体１までの距離は、２組の検出コイル２０，２１の
間で差はないので、平行リフトオフの変化に対しては、
リフトオフ信号がキャンセルされる。また、同様に斜め
リフトオフに対してもリフトオフ信号が大幅に減少す
る。
続された２組の検出コイル２０，２１の検出中心から被
試験体１までの距離は、２組の検出コイル２０，２１の
間で差はないので、平行リフトオフの変化に対しては、
リフトオフ信号がキャンセルされる。また、同様に斜め
リフトオフに対してもリフトオフ信号が大幅に減少す
る。
【００３２】次に本実施形態の構成を細管等の円筒試料
内部の探傷に用いる場合について図６を用いて説明す
る。ここで図４と同一なものには同一符号を付し、その
説明を省略する。円筒試料１０が曲率を有する場合等
は、プローブ１１が円筒試料１０の中心軸に対して斜め
になる。しかし、このプローブ１１を用いることによっ
て、水平リフトオフ信号はキャンセルされ、また斜めリ
フトオフ信号を低減することができ、傷の検出能を向上
させることができる。
内部の探傷に用いる場合について図６を用いて説明す
る。ここで図４と同一なものには同一符号を付し、その
説明を省略する。円筒試料１０が曲率を有する場合等
は、プローブ１１が円筒試料１０の中心軸に対して斜め
になる。しかし、このプローブ１１を用いることによっ
て、水平リフトオフ信号はキャンセルされ、また斜めリ
フトオフ信号を低減することができ、傷の検出能を向上
させることができる。
【００３３】次に、圧延工程における鉄板の探傷に用い
る場合について図７を用いて説明する。ここで図４と同
一なものには同一符号を付し、その説明を省略する。鉄
板１５の圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験
を行う場合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する
鉄板のリフトオフは一定ではない。しかし、本実施形態
のプローブを用いることによって、リフトオフ信号を低
減することができ、傷の検出能を向上させることがで
き、鉄板の品質を保持することができる。 （第２実施形態） 図８は、本発明の第２実施形態に係わる渦電流探傷プロ
ーブの回路構成を示す図である。なお、本実施形態の渦
電流探傷プローブは、励磁と検出を同じコイルで行う自
己誘導型で駆動される。なお、図中で黒点は、コイルの
極性を示している。
る場合について図７を用いて説明する。ここで図４と同
一なものには同一符号を付し、その説明を省略する。鉄
板１５の圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験
を行う場合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する
鉄板のリフトオフは一定ではない。しかし、本実施形態
のプローブを用いることによって、リフトオフ信号を低
減することができ、傷の検出能を向上させることがで
き、鉄板の品質を保持することができる。 （第２実施形態） 図８は、本発明の第２実施形態に係わる渦電流探傷プロ
ーブの回路構成を示す図である。なお、本実施形態の渦
電流探傷プローブは、励磁と検出を同じコイルで行う自
己誘導型で駆動される。なお、図中で黒点は、コイルの
極性を示している。
【００３４】対角線上の２個のコイル３０ａと３０ｂ及
び３１ａと３１ｂは、それぞれ極性を逆にして接続され
ている。そして、逆相接続された２組のコイル３０（３
０ａ，３０ｂ）と３１（３１ａ，３１ｂ）が差動接続さ
れている。なお、各検出コイル３０ａ，ｂが菱形の対角
線上の頂点部に配置され、３１ａ，ｂが菱形の別の対角
線上の頂点部に配置されている。
び３１ａと３１ｂは、それぞれ極性を逆にして接続され
ている。そして、逆相接続された２組のコイル３０（３
０ａ，３０ｂ）と３１（３１ａ，３１ｂ）が差動接続さ
れている。なお、各検出コイル３０ａ，ｂが菱形の対角
線上の頂点部に配置され、３１ａ，ｂが菱形の別の対角
線上の頂点部に配置されている。
【００３５】上記のように接続すると、コイル３０ａか
ら両隣のコイル３１ａ，３１ｂを見ると、電流の向きが
逆となっている。その結果、コイル３０ａがコイル３１
ａ，３１ｂから受ける相互誘導は相殺される。すなわ
ち、コイル３１ａ，３１ｂに電流の変動が生じてもコイ
ル３０ａはその影響を受けない。なお、他のコイル３０
ｂ，３１ａ，３１ｂについても同様に、隣のコイルに変
動が生じても影響を受けない。 （第３実施形態） 図９は、本発明の第３実施形態に係わる渦電流探傷プロ
ーブの構成を示す模式図である。管検査用プローブは、
例えば第１実施形態のコイルが円柱状のプローブ基体４
０の周上に配列されている。コイル４１ａ，４１ｂ，４
２ａ，４２ｂの四つのコイルによって一つの渦電流探傷
プローブが形成されている。そして、コイル４１ｃ，４
１ｄ，４２ｂ，４２ｃの四つのコイルによって、一つの
渦電流探傷プローブが形成されている。つまり、コイル
４２ｂは、隣り合う二つの渦電流探傷プローブによって
共有されている。同様にして、プローブ基体４０の円周
上全体にわたってプローブ（センサ）が形成されてい
る。そして、この各センサを電気的に切り替えることに
よって、管内部の周方向を検査し、さらに軸方向に挿引
していくことによって、管の全長検査を行う。
ら両隣のコイル３１ａ，３１ｂを見ると、電流の向きが
逆となっている。その結果、コイル３０ａがコイル３１
ａ，３１ｂから受ける相互誘導は相殺される。すなわ
ち、コイル３１ａ，３１ｂに電流の変動が生じてもコイ
ル３０ａはその影響を受けない。なお、他のコイル３０
ｂ，３１ａ，３１ｂについても同様に、隣のコイルに変
動が生じても影響を受けない。 （第３実施形態） 図９は、本発明の第３実施形態に係わる渦電流探傷プロ
ーブの構成を示す模式図である。管検査用プローブは、
例えば第１実施形態のコイルが円柱状のプローブ基体４
０の周上に配列されている。コイル４１ａ，４１ｂ，４
２ａ，４２ｂの四つのコイルによって一つの渦電流探傷
プローブが形成されている。そして、コイル４１ｃ，４
１ｄ，４２ｂ，４２ｃの四つのコイルによって、一つの
渦電流探傷プローブが形成されている。つまり、コイル
４２ｂは、隣り合う二つの渦電流探傷プローブによって
共有されている。同様にして、プローブ基体４０の円周
上全体にわたってプローブ（センサ）が形成されてい
る。そして、この各センサを電気的に切り替えることに
よって、管内部の周方向を検査し、さらに軸方向に挿引
していくことによって、管の全長検査を行う。
【００３６】本実施形態のプローブは、隣り合ったセン
サ間でコイルを共有するので、周方向のコイル数を少な
くすることができる。また同時に、図１０に示すように
四つのコイルを一つのセンサとして考えると、センサ４
３ａはセンサ４３ｂ，センサ４３ｃと周方向に対し一部
が重なった状態となり、周方向に対して検出感度の死角
を低減することができる。
サ間でコイルを共有するので、周方向のコイル数を少な
くすることができる。また同時に、図１０に示すように
四つのコイルを一つのセンサとして考えると、センサ４
３ａはセンサ４３ｂ，センサ４３ｃと周方向に対し一部
が重なった状態となり、周方向に対して検出感度の死角
を低減することができる。
【００３７】本発明は上述した実施形態に限定されるも
のではない。例えば、第３実施形態において、複数のセ
ンサが円柱の側面に配列形成されていたが、センサは円
柱側面に限らず、別の形状の基体に配列形成することが
可能である。その他、種々変形して実施することが可能
である。
のではない。例えば、第３実施形態において、複数のセ
ンサが円柱の側面に配列形成されていたが、センサは円
柱側面に限らず、別の形状の基体に配列形成することが
可能である。その他、種々変形して実施することが可能
である。
【００３８】
【発明の効果】本発明の渦電流探傷装置は、同一の検出
中心を有する２組の検出コイルを配置し、その２組の検
出コイルを差動接続することによって、水平リフトオフ
信号を完全にキャンセルすることができ、且つ斜めリフ
トオフ信号を減少させることができる。
中心を有する２組の検出コイルを配置し、その２組の検
出コイルを差動接続することによって、水平リフトオフ
信号を完全にキャンセルすることができ、且つ斜めリフ
トオフ信号を減少させることができる。
【図１】本発明の参考例に係わる渦電流探傷プローブの
構成を示す図。
構成を示す図。
【図２】図１の渦電流プローブを円筒試料に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図３】図１の渦電流プローブを圧延工程に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図４】第１実施形態に係わる渦電流探傷プローブを示
す図。
す図。
【図５】図４の渦電流探傷プローブの検出コイルの回路
を示す図。
を示す図。
【図６】図４の渦電流プローブを円筒試料に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図７】図４の渦電流プローブを圧延工程に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図８】第２実施形態の渦電流探傷プローブの回路を示
す図。
す図。
【図９】第３実施形態の渦電流プローブを示す図。
【図１０】図４のプローブを説明する図。
【図１１】従来の渦電流探傷プローブを示す図。
【図１２】従来の渦電流探傷プローブの斜めリフトオフ
を説明する図。
を説明する図。
【図１３】本発明の渦電流の斜めリフトオフの効果を示
す図。
す図。
【図１４】本発明の渦電流の斜めリフトオフの効果を示
す図。
す図。
【図１５】本発明の概念を説明する等価回路図。
【図１６】本発明の概念を説明する等価回路図。
１ 被試験体 ２ 検出コイル ３ ブリッジ回路 ４ 励磁コイル ５ 発振器 ６ 渦電流 ７ 傷 １０ 円筒試料 １１ プローブ基体 １５ 鉄板 ２０，２１ 検出コイル ３０，３１ 励磁・検出コイル ４０ 円柱状のプローブ基体 ４１，４２ 検出コイル ４３ センサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−204048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−151590（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−112392（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/72 - 27/90
Claims (3)
- 【請求項１】交流駆動によって被試験体に誘起された渦
電流による磁場の変位を検出するためのコイルを含む渦
電流探傷プローブを用いて構成される渦電流探傷装置に
おいて、前記被試験体の被検面と対向している 前記コイルが菱形
の各頂点部に中心を有するよう配置され、且つ菱形の対
角線上に配置されている一対のコイルが同相接続され、
且つ同相接続された２組のコイルが差動接続して渦電流
探傷プローブが構成したことを特徴とする渦電流探傷装
置。 - 【請求項２】交流駆動によって被試験体に渦電流を誘起
し、且つ誘起された渦電流による磁場の変位を測定する
コイルを含む渦電流探傷プローブを用いて構成される自
己誘導方式の渦電流探傷装置において、 特性が同じである前記コイルが、菱形の各頂点部に中心
を有するよう配置され、 菱形の対角線上の頂点部に配置されている一対のコイル
が逆相接続され、且つ逆相接続された２組のコイルが差
動接続して渦電流探傷プローブが構成したことを特徴と
する渦電流探傷装置。 - 【請求項３】前記渦電流探傷プローブが複数個配列形成
され、隣り合う渦電流探傷プローブ間で前記菱形の各頂
点部に中心を有する四つのコイルの中の一つのコイルを
共有し、且つ渦電流探傷プローブを切り替える手段を具
備することを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流
探傷装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874296A JP3276295B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 渦電流探傷装置 |
| US09/091,022 US6310476B1 (en) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Eddy current flaw detector |
| CA002240045A CA2240045C (en) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Eddy current flaw detector |
| DE69736737T DE69736737T2 (de) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Wirbelstrom-fehlerdetektor |
| EP97907416A EP0884588B1 (en) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Eddy current flaw detector |
| PCT/JP1997/000936 WO1998015822A1 (en) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Eddy current flaw detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874296A JP3276295B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 渦電流探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111279A JPH10111279A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3276295B2 true JP3276295B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17462719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26874296A Expired - Lifetime JP3276295B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 渦電流探傷装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6310476B1 (ja) |
| EP (1) | EP0884588B1 (ja) |
| JP (1) | JP3276295B2 (ja) |
| CA (1) | CA2240045C (ja) |
| DE (1) | DE69736737T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998015822A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CA2299373C (en) | 1998-08-06 | 2003-10-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Eddy-current testing probe |
| US7161350B2 (en) | 1999-09-07 | 2007-01-09 | Jentek Sensors, Inc. | Method for material property monitoring with perforated, surface mounted sensors |
| US7824244B2 (en) | 2007-05-30 | 2010-11-02 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for polishing a semiconductor wafer |
| GB2400445B (en) * | 1999-09-20 | 2004-11-24 | Jentek Sensors Inc | Testing substrate using eddy-current sensor arrays |
| US6952095B1 (en) | 1999-09-20 | 2005-10-04 | Jentek Sensors, Inc. | Surface mounted and scanning spatially periodic eddy-current sensor arrays |
| DE19962184A1 (de) | 1999-12-22 | 2001-07-19 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur in situ-Ermittlung des Umwandlungsgrads einer nichtmagnetischen Phase in eine ferromagnetische Phase eines metallischen Werkstücks |
| US6570379B2 (en) * | 2000-08-24 | 2003-05-27 | Shell Oil Company | Method for inspecting an object of electrically conducting material |
| FR2881826A1 (fr) * | 2005-02-04 | 2006-08-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede de conception et de realisation d'un dispositif de controle a courants de foucault |
| FR2904694B1 (fr) * | 2006-08-03 | 2008-11-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de controle par courants de foucault a fonctions emission/reception separees d'une piece electriquement conductrice |
| DE102007036200A1 (de) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Induktiver Weg- oder Drehwinkelsensor mit zwischen zwei Spulen angeordnetem Abschirmblech |
| JP5175513B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2013-04-03 | 株式会社原子力エンジニアリング | 渦流探傷方法、渦流探傷装置及び渦流探傷プローブ |
| CA2760649C (en) * | 2009-05-22 | 2015-06-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Rotary eddy current testing probe device |
| FR2985027B1 (fr) | 2011-12-22 | 2014-02-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'une tete de controle d'un capteur de controle non destructif a courants de foucault |
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| CN103765204B (zh) * | 2012-02-23 | 2016-12-28 | 霍释特博士有限两合公司 | 馈通线圈组件、带有馈通线圈组件的测试装置和测试方法 |
| JP5894833B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2016-03-30 | 株式会社荏原製作所 | 渦電流センサ並びに研磨方法および装置 |
| FR3040492B1 (fr) * | 2015-08-31 | 2019-03-29 | Safran Aircraft Engines | Dispositif et procede de controle non destructif combinant une mesure differentielle et une mesure absolue |
| JP6597081B2 (ja) * | 2015-09-07 | 2019-10-30 | 株式会社Ｉｈｉ | 探傷プローブおよび探傷方法 |
| CN105526854A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 上海交通大学 | 基于双线圈的微型电涡流传感器 |
| CN108037181B (zh) * | 2017-12-06 | 2024-03-26 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种高压电缆铅封涡流探伤装置及方法 |
| CN109187732A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-11 | 南京航空航天大学 | 一种带提离距离测量的巴克豪森信号检测探头及测量方法 |
| CN109946372A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-06-28 | 鞍钢股份有限公司 | 一种钢材表面探伤用涡流探头 |
| CN111796021A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-10-20 | 厦门大学 | 一种新型涡流检测探头及检测方法 |
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| KR102838167B1 (ko) * | 2023-03-17 | 2025-07-24 | 한국가스공사 | 배관 검사 장치 |
| TWI877653B (zh) * | 2023-06-14 | 2025-03-21 | 國立清華大學 | 渦電流感測方法及其適用之裝置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5328467Y2 (ja) * | 1972-03-30 | 1978-07-18 | ||
| US3866116A (en) * | 1973-04-23 | 1975-02-11 | Magnaflux Corp | Eddy current testing system having probe switching and gating means |
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- 1997-03-21 DE DE69736737T patent/DE69736737T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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