JP2000009696A - 渦流探傷装置 - Google Patents

渦流探傷装置

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JP2000009696A
JP2000009696A JP10193799A JP19379998A JP2000009696A JP 2000009696 A JP2000009696 A JP 2000009696A JP 10193799 A JP10193799 A JP 10193799A JP 19379998 A JP19379998 A JP 19379998A JP 2000009696 A JP2000009696 A JP 2000009696A
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JP
Japan
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flaw
signal
eddy current
coil
circuit
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JP10193799A
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Katsuhiro Kojima
勝洋 小島
Hiroyuki Watanabe
裕之 渡邊
Taizo Yano
泰三 矢野
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被探傷材の磁気ムラ等による誤検出を生じな
い。 【解決手段】 第1判定回路5のハイパスフィルタと第
2判定回路6の疵長さカウント回路を探傷プローブ1A
〜1Nと同数設ける。スイッチ素子71A〜71N,7
2A〜72Nにより、励磁コイル11の一つを励磁電源
2に接続するとともに、当該励磁コイル11と対になっ
た検出コイル12をこれに対応するハイパスフィルタの
前段に設けたピークホールド回路、および上記検出コイ
ル12に対応する疵長さ判定回路にそれぞれ接続する。
スイッチ素子71A〜71N,72A〜72Nを順次切
り換えて各探傷プローブ1A〜1Nの出力信号から第1
判定回路5および第2判定回路6でそれぞれ短い疵と長
い疵を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は渦流探傷装置に関
し、特に被探傷材に生じる磁気特性ムラ等に無関係に線
状疵のみを確実に検出できる渦流探傷装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平9−133653号公報には、金
属材の表面疵を確実に検出するための渦流探傷装置のプ
ローブバランス調整方法が開示されている。この方法
は、疵が存在しない時の検出コイルの出力信号をサンプ
リングしてバランス信号としてメモリに記憶し、以後、
このバランス信号と上記出力信号の差信号のレベルを検
出して、これが所定値を越えたか否かより疵の有無を判
定している。加えて、上記出力信号が緩やかに変化した
場合にはバランス信号を更新して零レベル調整を行い、
疵による出力信号の大きな変化のみを検出して、疵の有
無判定の確実性を向上させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、板状金属材で
は曲がり矯正用のプレスによる塑性変形に伴って局所的
に磁気特性のムラ(磁気ムラ)を生じることがあり、こ
の磁気ムラのある領域では検出コイルの出力信号が疵と
同様に大きく変化するため、磁気ムラを疵と誤判定する
おそれがあった。また、板状金属材では矯正後にもその
曲がりが完全には無くならず、これに起因するリフトオ
フ変動によっても検出コイルの出力信号が疵と同様に大
きく変化して、疵と誤判定されることがあった。
【0004】そこで本発明はこのような課題を解決する
もので、被探傷材の磁気ムラやリフトオフ変動による誤
判定を生じることがない渦流探傷装置を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第1発明では、励磁コイル(11)により被探傷
材の表層に渦電流を生じさせ、被探傷材表面の疵による
渦電流変化に応じた検出コイル(12)の出力信号より
疵の存在を検出する渦流探傷装置において、上記出力信
号を入力するハイパスフィルタ(52A〜52N)を有
し、これを通過した信号の信号レベルを検出して、当該
信号レベルが所定値以上の時に短い疵有りと判定する第
1判定回路(5)と、上記出力信号を入力し、当該出力
信号の信号レベルが所定値以上を所定時間以上維持した
時に長い疵有りと判定する疵長さ判定回路(68A〜6
8N)を有する第2判定回路(6)とを具備している。
【0006】本第1発明において、短い線状疵を検出し
た際の出力信号は短時間で急激に変化するから、この出
力信号のみがハイパスフィルタを通過して「短い疵有
り」と判定される。これに対して、長い線状疵を検出し
た際の出力信号および磁気ムラやリフトオフ変動による
出力信号はいずれも短時間で急激に変化することはない
から、ハイパスフィルタで通過を阻止される。一方、長
い線状疵を検出した際の出力信号は高い信号レベルを長
く維持するから、疵長さ判定回路で「長い疵あり」と判
定される。これに対して、短い線状疵を検出した際の出
力信号および磁気ムラやリフトオフ変動による出力信号
はいずれも高い信号レベルを長く維持することはないか
ら、疵長さ判定回路で「長い疵あり」と判定されること
はない。結局、第1判定回路と第2判定回路でそれぞれ
短い疵と長い疵のみが確実に検出され、磁気ムラ等はい
ずれの判定回路でも検出されない。
【0007】本第2発明では、励磁コイル(11)と検
出コイル(12)の対よりなる探傷プローブ(1A〜1
N)を複数設けるとともに、ハイパスフィルタ(52A
〜52N)と疵長さ判定回路(68A〜68N)を上記
探傷プローブ(1A〜1N)と同数だけ設け、スイッチ
素子(71A〜71N,72A〜72N,73A〜73
N,74A〜74N)により、励磁コイル(11)の一
つを励磁電源(2)に接続するとともに、当該励磁コイ
ル(11)と対になった検出コイル(12)をこれに対
応する各ハイパスフィルタ(52A〜52N)の前段に
それぞれ設けたピークホールド回路(51A〜51N)
と、上記検出コイル(12)に対応する疵長さ判定回路
(68A〜68N)とにそれぞれ接続し、スイッチ素子
(71A〜71N,72A〜72N,73A〜73N,
74A〜74N)を順次切り換えて各探傷プローブ(1
A〜1N)の出力信号から第1判定回路(5)および第
2判定回路(6)でそれぞれ短い疵と長い疵を判定す
る。本第2発明の構成によれば、探傷プローブを複数設
けるマルチチャンネル型渦流探傷装置に本発明を適用す
ることができる。
【0008】なお、上記カッコ内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】図1には本発明をマルチチャンネ
ル型渦流探傷装置に適用した場合の装置構成を示す。渦
流探傷装置は励磁コイル11と検出コイル12よりなる
探傷プローブ1A,1B,…,1Nを複数有し、各励磁
コイル11はスイッチ素子71A,71B,…,71N
を介して励磁電源2に接続され、一方、各検出コイル1
2はスイッチ素子72A,72B,…,72Nを介して
差動増幅回路31に接続されている。スイッチ素子71
A〜71N,72A〜72Nは切換信号発生回路4から
出力される切換信号a,b,…,nによって所定周期
(例えば2ms)毎に所定時間(例えば0.1ms)順
次導通作動させられる。
【0010】励磁電源2は周波数可変の発振器21と各
励磁コイル11に並列に接続される共振用コンデンサ2
2を有しており、コンデンサ22の端子電圧は整流回路
33で整流された後、リフトオフ感度補正回路34を経
て乗算回路35へ入力している。検出コイル12の出力
信号は差動増幅回路31を経て位相検波回路32に入力
し、ここでリフトオフノイズが軽減された後、上記乗算
回路35へ入力している。
【0011】探傷プローブ1A〜1Nの励磁コイル11
がスイッチ素子71A〜71Nによって選択されて励磁
電源2に接続され、同時に同じ探傷プローブ1A〜1N
に属する検出コイル12がスイッチ素子72A〜72N
により選択されて差動増幅回路31に接続され、位相検
波回路32で疵信号が抽出される。この時、探傷プロー
ブ1A〜1Nと被探傷材との相対距離(リフトオフ)が
小さくなると検出コイル12からの出力信号レベルは上
昇するが、共振点がづれることによってコンデンサ22
の端子電圧(すなわち励磁コイル11の端子電圧)は低
下する。整流後の上記端子電圧に応じた電圧信号をリフ
トオフ感度補正回路34から乗算回路35へ出力して疵
信号に乗じることにより、リフトオフ量に無関係に疵信
号のレベルをほぼ一定に保つことができる。
【0012】乗算回路35を経た疵信号Sdは詳細を後
述する第1判定回路5と第2判定回路6へ入力してい
る。ここで、疵信号Sdの一例を図4に示し、図4
(A)は長い線状疵を検出した際の疵信号を示す。図4
(B)は短い線状疵を検出した際の疵信号であり、図4
(C)は、被探傷材の磁気ムラやリフトオフ変動による
疵信号である。図4(A),(B)より明らかなよう
に、線状疵の疵信号電圧は、被探傷材の移動速度が一定
の場合、疵の長さに応じた時間だけ判定閾値VT を越え
る。一方、磁気ムラ等による疵信号は図4(C)より明
らかなように、その大きさが判定閾値VT を越えること
があるため、従来の方法では疵と誤判定されおそれがあ
る。なお、乗算回路35から出力される疵信号Sdは図
4に示したような連続したものではなく、実際には、順
次切り換えられる各探傷プローブ1A〜1Nから得られ
る各疵信号が上記所定時間(0.1ms)毎に離散的に
現れるものとなる。
【0013】図2には第1判定回路5の回路構成を示
す。第1判定回路5は、探傷プローブ1A〜1Nと同数
だけ設けられて並列に接続されたスイッチ素子73A,
73B,…,73Nと、各スイッチ素子73A〜73N
に直列に接続されたピークホールド回路51A,51
B,…,51Nおよびハイパスフィルタ52A,52
B,…,52Nを有している。各スイッチ素子73A〜
73Nには上記乗算回路35(図1)からの疵信号Sd
が入力し、ハイパスフィルタ52A〜52Nの出力はコ
ンパレータ53に入力している。各スイッチ素子73A
〜73Nは上記切換信号発生回路4(図1)からの切換
信号a〜nによって、既に説明したスイッチ素子71A
〜71N,72A〜72Nと同期して導通作動させら
れ、この結果、各探傷プローブ1A〜1Nの疵信号Sd
が、対応するスイッチ素子73A〜73Nの導通作動毎
に選択されて当該スイッチ素子73A〜73Nの次の導
通作動時までピークホールド回路51A〜51Nに保持
される。
【0014】これにより、各ハイパスフィルタ52A〜
52Nの入力側には各探傷プローブ1A〜1Nの疵信号
Sdが再現され、疵信号Sdのうち短時間に大きく変化
する、短い線状疵(例えば疵長さ10mm以下)に対応
するもの(図4(B)参照)のみがハイパスフィルタ5
2A〜52Nを確実に通過してコンパレータ53に入力
する。この際、長い線状疵に対応する疵信号(図4
(A)参照)および磁気ムラやリフトオフ変動による疵
信号(図4(C)参照)はハイパスフィルタをほとんど
通過できないか、通過してもその信号レベルは大きく低
下する。上記コンパレータ53はハイパスフィルタ52
A〜52Nを通過した疵信号Sdが判定閾値を越えた時
に「短い疵有り」の判定信号を発する。
【0015】図3には第2判定回路6の回路構成を示
す。第2判定回路6は零レベル調整回路を有している。
この零レベル調整回路はA/Dコンバータ61、スイッ
チ素子62、メモリ63、D/Aコンバータ64、比較
回路65および差動増幅回路66より構成されており、
疵信号Sdは比較回路65、A/Dコンバータ61およ
び差動増幅回路66に入力している。A/Dコンバータ
61とメモリ63の間にスイッチ素子62が位置してお
り、スイッチ素子62は比較回路65からの出力によっ
て導通作動させられる。
【0016】メモリ63には切換信号発生回路4(図
1)からの切換信号a〜nが入力しており、スイッチ素
子62の導通時に、切換信号a〜nで指示されたメモリ
セルにA/Dコンバータ61通過後の疵信号Sdがバラ
ンス信号として書き込まれる。また、上記切換信号a〜
nで指示されたメモリセルからバランス信号がD/Aコ
ンバータ64へ読み出される。比較回路65はD/Aコ
ンバータ64の出力と疵信号Sdを比較して、疵信号S
dがD/Aコンバータ64の出力に対して一定範囲内に
ある場合にのみスイッチ素子62を導通作動させる。差
動増幅回路66は疵信号Sdとバランス信号の差信号を
次段のコンパレータ67へ出力する。
【0017】以上の零レベル調整回路によって、各探傷
プローブ1A〜1Nの疵信号Sdが緩やかに変化する場
合にはスイッチ素子62が導通作動させられて、各探傷
プローブ1A〜1Nに対応するメモリセルに記憶された
バランス信号が新たな疵信号Sdで更新され、D/Aコ
ンバータ64に出力される。これにより、差動増幅回路
66の出力は零レベルに調整される。探傷プローブ1A
〜1Nで線状疵が検出されて疵信号Sdが大きく変化す
ると、バランス信号は更新されないから、差動増幅回路
66からは疵信号Sdの大きさに応じた信号が出力され
る。
【0018】コンパレータ67の後段には探傷プローブ
1A〜1Nに等しい数のスイッチ素子74A,74B,
…,74Nが並列に接続され、各スイッチ素子74A〜
74Nに疵長さカウント回路68A,68B,…,68
Nが接続されている。なお、各スイッチ素子74A〜7
4Nは切換信号発生回路4(図1)からの切換信号a〜
nによって導通作動させられる。上記コンパレータ67
はその判定閾値よりも高い信号が入力するとその出力が
「H」レベルとなる。したがって、この時、各疵長さカ
ウント回路68A〜68Nにはスイッチ素子74A〜7
4Nが導通作動している間(0.1ms)「H」レベル
となるパルス信号が入力する。
【0019】疵長さカウント回路68A〜68Nはこれ
に入力する連続的なパルス信号をカウントし、これが所
定値以上になった時に「長い疵有り」と判定して、この
時のカウント値に応じた「疵長さ」を出力する。短い線
状疵および磁気ムラやリフトオフ変動による疵信号Sd
はコンパレータ67の判定閾値を連続して越えている時
間が短いから、疵長さカウント回路68A〜68Nにお
けるカウント値が上記設定値以上になることはなく、
「疵有り」と判定されることはない。なお、疵長さカウ
ント回路68A〜68Nにおける設定値は例えば50m
mの疵長さに対応したものとし、これより長い線状疵を
「長い疵」と判定する。
【0020】このようにして、線状疵のみが第1および
第2の判定回路でそれぞれ短い疵および長い疵として確
実に検出され、磁気ムラ等による疵信号は排除される。
なお、上記実施形態において、零レベル調整回路は必ず
しも設ける必要はない。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明の渦流探傷装置に
よれば、被探傷材の磁気ムラやリフトオフ変動による誤
判定を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】渦流探傷装置の全体ブロック構成図である。
【図2】第1判定回路のブロック構成図である。
【図3】第2判定回路のブロック構成図である。
【図4】疵信号の波形図である。
【符号の説明】
1A〜1N…探傷プローブ、11…励磁コイル、12…
検出コイル、2…励磁電源、5…第1判定回路、52A
〜52N…ハイパスフィルタ、6…第2判定回路、68
A〜68N…疵長さ判定回路、71A〜71N,72A
〜72N,73A〜73N,74A〜74N…スイッチ
素子。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励磁コイルにより被探傷材の表層に渦電
    流を生じさせ、被探傷材表面の疵による渦電流変化に応
    じた検出コイルの出力信号より疵の存在を知る渦流探傷
    装置において、前記出力信号を入力するハイパスフィル
    タを有し、これを通過した信号の信号レベルを検出し
    て、当該信号レベルが所定値以上の時に短い疵有りと判
    定する第1判定回路と、前記出力信号を入力し、当該出
    力信号の信号レベルが所定値以上を所定時間以上維持し
    た時に長い疵有りと判定する疵長さ判定回路を有する第
    2判定回路とを具備する渦流探傷装置。
  2. 【請求項2】 前記励磁コイルと検出コイルの対よりな
    る探傷プローブを複数設けるとともに、前記ハイパスフ
    ィルタと疵長さ判定回路を前記探傷プローブと同数だけ
    設け、スイッチ素子により、前記励磁コイルの一つを励
    磁電源に接続するとともに、当該励磁コイルと対になっ
    た検出コイルをこれに対応する前記各ハイパスフィルタ
    の前段にそれぞれ設けたピークホールド回路と、前記検
    出コイルに対応する前記疵長さ判定回路とにそれぞれ接
    続し、前記スイッチ素子を順次切り換えて各探傷プロー
    ブの出力信号から前記第1判定回路および第2判定回路
    でそれぞれ短い疵と長い疵を判定するようにした請求項
    1に記載の渦流探傷装置。
JP10193799A 1998-06-23 1998-06-23 渦流探傷装置 Pending JP2000009696A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9274085B2 (en) 2012-03-19 2016-03-01 Hitachi, Ltd. Eddy current inspection device, eddy current inspection probe, and eddy current inspection method
JP2020148759A (ja) * 2019-03-06 2020-09-17 サガワ産業株式会社 非破壊検査装置

Cited By (2)

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