JP2000314728A - パルス渦流探傷装置 - Google Patents
パルス渦流探傷装置Info
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- JP2000314728A JP2000314728A JP11125839A JP12583999A JP2000314728A JP 2000314728 A JP2000314728 A JP 2000314728A JP 11125839 A JP11125839 A JP 11125839A JP 12583999 A JP12583999 A JP 12583999A JP 2000314728 A JP2000314728 A JP 2000314728A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 管等の傷が内外面のいずれに存在するか及び
傷の程度について定量的に推定することの可能なパルス
渦流探傷装置を提供すること。 【解決手段】 検査対象管内に挿入する励磁コイル及び
一対の検出コイルと、この励磁コイルにパルス波を印加
するパルス発生器とを備える。各出力信号の振幅スペク
トルの差分又は各出力信号の差分の振幅スペクトル（差
分振幅スペクトル等）と各出力信号の位相スペクトルの
差分（第一差分位相スペクトル）とを求める波形解析部
を設ける。差分振幅スペクトル等の最大値又は一定周波
数値における差分振幅スペクトル等の値と第一差分位相
スペクトルの最大値又は一定周波数値における第一差分
位相スペクトルの値との相関により検査対象管の傷検査
を行う。第一差分位相スペクトルの代わりに各出力信号
の差分の位相スペクトル（第二差分位相スペクトル）を
用いてもよい。
傷の程度について定量的に推定することの可能なパルス
渦流探傷装置を提供すること。 【解決手段】 検査対象管内に挿入する励磁コイル及び
一対の検出コイルと、この励磁コイルにパルス波を印加
するパルス発生器とを備える。各出力信号の振幅スペク
トルの差分又は各出力信号の差分の振幅スペクトル（差
分振幅スペクトル等）と各出力信号の位相スペクトルの
差分（第一差分位相スペクトル）とを求める波形解析部
を設ける。差分振幅スペクトル等の最大値又は一定周波
数値における差分振幅スペクトル等の値と第一差分位相
スペクトルの最大値又は一定周波数値における第一差分
位相スペクトルの値との相関により検査対象管の傷検査
を行う。第一差分位相スペクトルの代わりに各出力信号
の差分の位相スペクトル（第二差分位相スペクトル）を
用いてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象管内に挿
入する励磁コイル及び一対の検出と、この励磁コイルに
パルス波を印加するパルス発生器とを備え、一対の検出
コイルからの出力信号の差分の差分の特徴量により前記
検査対象管を検査するパルス渦流探傷装置に関する。
入する励磁コイル及び一対の検出と、この励磁コイルに
パルス波を印加するパルス発生器とを備え、一対の検出
コイルからの出力信号の差分の差分の特徴量により前記
検査対象管を検査するパルス渦流探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、リモートフィールド法にみら
れるような管外面の支持板やフィン等の影響を受けずに
管等の検査を行い得る手法として、瞬間電流を用いるパ
ルス渦流探傷法が提唱されている。同手法によれば、パ
ルス二次波形の減衰時間差を計測することで傷深さを推
定しており、ゼロクロス時間が、内面で傷の浅い場合か
ら、内面で傷の深い場合、外面で傷の深い場合及び外面
で傷の浅い場合へと順次長くなることが知られている。
れるような管外面の支持板やフィン等の影響を受けずに
管等の検査を行い得る手法として、瞬間電流を用いるパ
ルス渦流探傷法が提唱されている。同手法によれば、パ
ルス二次波形の減衰時間差を計測することで傷深さを推
定しており、ゼロクロス時間が、内面で傷の浅い場合か
ら、内面で傷の深い場合、外面で傷の深い場合及び外面
で傷の浅い場合へと順次長くなることが知られている。
【０００３】同手法によれば、傷が管の内外面のいずれ
であるががあらかじめ分かっている場合には、傷の深さ
を推定することができる。しかし、傷の面が管のいずれ
の面であるのか分からない状況では、内面で傷の深い場
合と外面で傷の深い場合とを間違える可能性があった。
であるががあらかじめ分かっている場合には、傷の深さ
を推定することができる。しかし、傷の面が管のいずれ
の面であるのか分からない状況では、内面で傷の深い場
合と外面で傷の深い場合とを間違える可能性があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の実情に鑑
みて、本発明の目的は、管等の傷が内外面のいずれに存
在するか及び傷の程度について定量的に推定することの
可能なパルス渦流探傷装置を提供することにある。
みて、本発明の目的は、管等の傷が内外面のいずれに存
在するか及び傷の程度について定量的に推定することの
可能なパルス渦流探傷装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るパルス渦流探傷装置の特徴は、検査対
象管内に挿入する励磁コイル及び一対の検出コイルと、
この励磁コイルにパルス波を印加するパルス発生器とを
備え、一対の検出コイルからの出力信号の差分の特徴量
により前記検査対象管を検査する構成であって、前記各
出力信号の振幅スペクトルの差分又は前記各出力信号の
差分の振幅スペクトル（以下、「差分振幅スペクトル
等」という。）と前記各出力信号の位相スペクトルの差
分（以下、「第一差分位相スペクトル」という。）とを
求める波形解析部を設け、前記差分振幅スペクトル等の
最大値又は一定周波数値における前記差分振幅スペクト
ル等の値と前記第一差分位相スペクトルの最大値又は一
定周波数値における前記第一差分位相スペクトルの値と
の相関により前記検査対象管の傷検査を行うことにあ
る。
め、本発明に係るパルス渦流探傷装置の特徴は、検査対
象管内に挿入する励磁コイル及び一対の検出コイルと、
この励磁コイルにパルス波を印加するパルス発生器とを
備え、一対の検出コイルからの出力信号の差分の特徴量
により前記検査対象管を検査する構成であって、前記各
出力信号の振幅スペクトルの差分又は前記各出力信号の
差分の振幅スペクトル（以下、「差分振幅スペクトル
等」という。）と前記各出力信号の位相スペクトルの差
分（以下、「第一差分位相スペクトル」という。）とを
求める波形解析部を設け、前記差分振幅スペクトル等の
最大値又は一定周波数値における前記差分振幅スペクト
ル等の値と前記第一差分位相スペクトルの最大値又は一
定周波数値における前記第一差分位相スペクトルの値と
の相関により前記検査対象管の傷検査を行うことにあ
る。
【０００６】また、本発明に係るパルス渦流探傷装置の
他の特徴は、検査対象管内に挿入する励磁コイル及び一
対の検出コイルと、この励磁コイルにパルス波を印加す
るパルス発生器とを備え、一対の検出コイルからの出力
信号の差分の特徴量により前記検査対象管を検査する構
成であって、前記差分振幅スペクトル等と前記各出力信
号の差分の位相スペクトル（以下、「第二差分位相スペ
クトル」という。）とを求める波形解析部を設け、前記
差分振幅スペクトル等の最大値又は一定周波数値におけ
る前記差分振幅スペクトル等の値と一定周波数値におけ
る前記第二差分位相スペクトルの値との相関により前記
検査対象管の傷検査を行うことにある。
他の特徴は、検査対象管内に挿入する励磁コイル及び一
対の検出コイルと、この励磁コイルにパルス波を印加す
るパルス発生器とを備え、一対の検出コイルからの出力
信号の差分の特徴量により前記検査対象管を検査する構
成であって、前記差分振幅スペクトル等と前記各出力信
号の差分の位相スペクトル（以下、「第二差分位相スペ
クトル」という。）とを求める波形解析部を設け、前記
差分振幅スペクトル等の最大値又は一定周波数値におけ
る前記差分振幅スペクトル等の値と一定周波数値におけ
る前記第二差分位相スペクトルの値との相関により前記
検査対象管の傷検査を行うことにある。
【０００７】後述するように、限界周波数を高周波数域
まで拡張するには、前記パルス波として三角波を用いる
ことが望ましい。
まで拡張するには、前記パルス波として三角波を用いる
ことが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しながら、
本発明をさらに詳しく説明する。本発明では、一般に行
われている実験を実施せずに、コンピューターシュミレ
ーションにより解析を行った。このシュミレーションで
は、電磁場解析に利用されることの多い有限要素法を用
い、軸対象３次元場の問題として扱った。なお、本発明
では印加する電流が数アンペアであるから、検査対象管
に発生する磁場は数ガウス程度で無視できるとし、非磁
性体の場合と同様に磁性体である検査対象管の透磁率は
変化しないものとして取り扱った。
本発明をさらに詳しく説明する。本発明では、一般に行
われている実験を実施せずに、コンピューターシュミレ
ーションにより解析を行った。このシュミレーションで
は、電磁場解析に利用されることの多い有限要素法を用
い、軸対象３次元場の問題として扱った。なお、本発明
では印加する電流が数アンペアであるから、検査対象管
に発生する磁場は数ガウス程度で無視できるとし、非磁
性体の場合と同様に磁性体である検査対象管の透磁率は
変化しないものとして取り扱った。
【０００９】図１は本実施形態においてシュミレートし
た検査対象管Ｔとパルス渦流探傷装置１との関係を示す
ブロック図である。検査対象管Ｔとしては、外径２４ｍ
ｍ、肉厚２ｍｍのものを用いている。傷部Ｔ１にはそれ
ぞれ管長手方向の幅４ｍｍ，深さ内面２０，４０，６
０，８０％及び外面２０，４０，６０，８０％の帯状傷
を想定している。検査対象管Ｔ内部に挿入されるセンサ
ーヘッド２としては、励磁コイル３と第一受信コイル４
及び第二受信コイル５とを有するものを想定している。
なお、シュミレーションした管の厚みに対するきずの深
さのパーセンテージは管内面及び管外面においてそれぞ
れ２０，４０，６０，８０％とした。
た検査対象管Ｔとパルス渦流探傷装置１との関係を示す
ブロック図である。検査対象管Ｔとしては、外径２４ｍ
ｍ、肉厚２ｍｍのものを用いている。傷部Ｔ１にはそれ
ぞれ管長手方向の幅４ｍｍ，深さ内面２０，４０，６
０，８０％及び外面２０，４０，６０，８０％の帯状傷
を想定している。検査対象管Ｔ内部に挿入されるセンサ
ーヘッド２としては、励磁コイル３と第一受信コイル４
及び第二受信コイル５とを有するものを想定している。
なお、シュミレーションした管の厚みに対するきずの深
さのパーセンテージは管内面及び管外面においてそれぞ
れ２０，４０，６０，８０％とした。
【００１０】励磁コイル３に対してはパルス発生器６に
より図２，７，８に示すようなパルス印加電流が加えら
れる。そして検査対象管Ｔのセンサーヘッド２近傍はこ
のパルス印加電流により励磁コイル３を介して励磁され
る。傷部Ｔ１と健全部Ｔ２との状態の差によって、第
一，第二受信コイル４，５により受信される二次電流に
も差異を生じる。ブリッジ回路１１はこれら第一，第二
受信コイル４，５による出力信号である二次電流の差分
を求めるものであり、これらパルス発生器６による一次
電流及びブリッジ回路１１による二次電流の差分がオシ
ロスコープ７により表示される。また、波形解析部９に
よる処理結果及びパルス発生器６の出力がグラフとして
波形表示処理部８に表示される。
より図２，７，８に示すようなパルス印加電流が加えら
れる。そして検査対象管Ｔのセンサーヘッド２近傍はこ
のパルス印加電流により励磁コイル３を介して励磁され
る。傷部Ｔ１と健全部Ｔ２との状態の差によって、第
一，第二受信コイル４，５により受信される二次電流に
も差異を生じる。ブリッジ回路１１はこれら第一，第二
受信コイル４，５による出力信号である二次電流の差分
を求めるものであり、これらパルス発生器６による一次
電流及びブリッジ回路１１による二次電流の差分がオシ
ロスコープ７により表示される。また、波形解析部９に
よる処理結果及びパルス発生器６の出力がグラフとして
波形表示処理部８に表示される。
【００１１】波形解析部９は、ＦＦＴ解析部１０、ブリ
ッジ回路１１及び差分検出部１２を有する。また、ＦＦ
Ｔ解析部１０は３つの入力系統を備えており、その二つ
は第一，第二受信コイル４，５の各出力信号であり、他
の一つは前記ブリッジ回路１１により求められた第一，
第二受信コイル４，５の各出力信号の差分である。ブリ
ッジ回路１１ではＦＦＴ処理により各入力系統からの信
号について振幅スペクトル及び位相スペクトルをそれぞ
れ求める。
ッジ回路１１及び差分検出部１２を有する。また、ＦＦ
Ｔ解析部１０は３つの入力系統を備えており、その二つ
は第一，第二受信コイル４，５の各出力信号であり、他
の一つは前記ブリッジ回路１１により求められた第一，
第二受信コイル４，５の各出力信号の差分である。ブリ
ッジ回路１１ではＦＦＴ処理により各入力系統からの信
号について振幅スペクトル及び位相スペクトルをそれぞ
れ求める。
【００１２】第一，第二受信コイル４，５の各出力信号
についてＦＦＴ解析部１０で求められた振幅スペクトル
及び位相スペクトルは、差分検出部１２において差分を
求められる。これらのスペクトルの差分を第一差分振幅
スペクトル及び第一差分位相スペクトルと称し、波形表
示処理部８は図４，５，９，１０に示すようにこれらの
周波数スペクトルをグラフとして表示し、また、図６，
１１に示すようにこれらの周波数スペクトルの相関をグ
ラフとして表示する。
についてＦＦＴ解析部１０で求められた振幅スペクトル
及び位相スペクトルは、差分検出部１２において差分を
求められる。これらのスペクトルの差分を第一差分振幅
スペクトル及び第一差分位相スペクトルと称し、波形表
示処理部８は図４，５，９，１０に示すようにこれらの
周波数スペクトルをグラフとして表示し、また、図６，
１１に示すようにこれらの周波数スペクトルの相関をグ
ラフとして表示する。
【００１３】一方、第一，第二受信コイル４，５の各出
力信号のブリッジ回路１１により求められた差分につい
て、ＦＦＴ解析部１０で求められた振幅スペクトル及び
位相スペクトルは、差分検出部１２を通過し、波形表示
処理部８により図１２，１３に示すように第二差分振幅
スペクトル及び第二差分位相スペクトルとして表示され
る。なお、特許請求の範囲にいう「差分振幅スペクトル
等」とは、第一差分振幅スペクトル又は第二差分振幅ス
ペクトルに該当する。
力信号のブリッジ回路１１により求められた差分につい
て、ＦＦＴ解析部１０で求められた振幅スペクトル及び
位相スペクトルは、差分検出部１２を通過し、波形表示
処理部８により図１２，１３に示すように第二差分振幅
スペクトル及び第二差分位相スペクトルとして表示され
る。なお、特許請求の範囲にいう「差分振幅スペクトル
等」とは、第一差分振幅スペクトル又は第二差分振幅ス
ペクトルに該当する。
【００１４】図２は、パルス発生器６により励磁コイル
３に印加されるパルス印加電流の一例としての方形波の
再構成例を示すグラフである。また、図３は、ブリッジ
回路１１により求められた第一，第二受信コイル４，５
の出力信号の差分を示すグラフである。この図３のグラ
フにおけるゼロクロス時間による評価では、傷が管の内
外面のいずれであるかと傷の程度とを求めるのは困難で
あることがわかる。
３に印加されるパルス印加電流の一例としての方形波の
再構成例を示すグラフである。また、図３は、ブリッジ
回路１１により求められた第一，第二受信コイル４，５
の出力信号の差分を示すグラフである。この図３のグラ
フにおけるゼロクロス時間による評価では、傷が管の内
外面のいずれであるかと傷の程度とを求めるのは困難で
あることがわかる。
【００１５】図４の各傷深さごとの第一差分振幅スペク
トルを示すグラフでは、各傷の深さ及び傷の管内外面の
差にかかるパラメーターによって、その最大値や一定周
波数における値の異なっていることがわかる。但し、傷
の管内外面における値が相互に交錯していることから、
このグラフの値のみをもって傷の位置及び程度を定量的
に推定することは不可能であることが理解される。
トルを示すグラフでは、各傷の深さ及び傷の管内外面の
差にかかるパラメーターによって、その最大値や一定周
波数における値の異なっていることがわかる。但し、傷
の管内外面における値が相互に交錯していることから、
このグラフの値のみをもって傷の位置及び程度を定量的
に推定することは不可能であることが理解される。
【００１６】図５の各傷深さごとの第一差分位相スペク
トルを示すグラフにおいても、各傷の深さ及び傷の管内
外面の差にかかるパラメーターによって、その最大値や
一定周波数における値の異なっていることがわかる。こ
の場合も同様に、管外面の深い傷と管内面の浅い傷とが
相互に交錯していることから、このグラフの値のみをも
って傷の位置及び程度を定量的に推定することは不可能
であることが理解される。
トルを示すグラフにおいても、各傷の深さ及び傷の管内
外面の差にかかるパラメーターによって、その最大値や
一定周波数における値の異なっていることがわかる。こ
の場合も同様に、管外面の深い傷と管内面の浅い傷とが
相互に交錯していることから、このグラフの値のみをも
って傷の位置及び程度を定量的に推定することは不可能
であることが理解される。
【００１７】図６は、各傷深さごとにおける第一最大差
分振幅と第一最大差分位相との相関を示すグラフであ
る。同グラフによれば、同じ最大振幅における最大位相
角は常に黒丸で示す内面傷のほうが白丸で示す外面傷よ
りも大きくなっている。したがって、図６のグラフを用
いることで、傷が管内外面のいずれにあってその程度が
いかほどであるかを定量的に推定することが可能とな
る。
分振幅と第一最大差分位相との相関を示すグラフであ
る。同グラフによれば、同じ最大振幅における最大位相
角は常に黒丸で示す内面傷のほうが白丸で示す外面傷よ
りも大きくなっている。したがって、図６のグラフを用
いることで、傷が管内外面のいずれにあってその程度が
いかほどであるかを定量的に推定することが可能とな
る。
【００１８】ところで、図５に示すグラフでは、内面傷
の場合、周波数が高くなるに従って位相角も増加する。
一方、外面傷の場合、周波数が高くなるに従って位相角
は一旦増加するが、極大値である最大値を経て減少す
る。したがって、外面傷の最大値である極大値を確実に
求めるために、周波数スペクトルの限界周波数を高くす
ることが望ましい。そこで、この限界周波数と印加パル
スの形状との関係について以下考察する。
の場合、周波数が高くなるに従って位相角も増加する。
一方、外面傷の場合、周波数が高くなるに従って位相角
は一旦増加するが、極大値である最大値を経て減少す
る。したがって、外面傷の最大値である極大値を確実に
求めるために、周波数スペクトルの限界周波数を高くす
ることが望ましい。そこで、この限界周波数と印加パル
スの形状との関係について以下考察する。
【００１９】出力結果に用いることのできる限界周波数
flimは、電流のフーリエ変換の振幅スペクトルに於い
て、振幅が初めてゼロになる周波数のことである。三角
波の場合、印加電流の形状を図７（ａ）のようにしたと
すると、電流のフーリエ変換I ωは次のとおりとなる。
flimは、電流のフーリエ変換の振幅スペクトルに於い
て、振幅が初めてゼロになる周波数のことである。三角
波の場合、印加電流の形状を図７（ａ）のようにしたと
すると、電流のフーリエ変換I ωは次のとおりとなる。
【数１】 ただし、電流I1(t),I2(t)は以下のようになる。
【数２】 この積分を実行し、得られた結果の実部ReIω,虚部ImI
ωをとすると、次の結果が得られる。
ωをとすると、次の結果が得られる。
【数３】 振幅IAmpは、フーリエ変換の実部、虚部の自乗を合算し
て1/2乗したものなので、上式より計算すると、次式が
得られる。
て1/2乗したものなので、上式より計算すると、次式が
得られる。
【数４】 このIAmpがゼロになるのは
【数５】 の場合であるので、この式をfについて解き、そのうち
周波数がゼロ以外で最初に成立する場合がflimである。
よって、次式が成立する。
周波数がゼロ以外で最初に成立する場合がflimである。
よって、次式が成立する。
【数６】
【００２０】一方、方形波の場合、印加電流を図７
（ｂ）のように考えるとフーリエ変換I ωは次の通りと
なる。
（ｂ）のように考えるとフーリエ変換I ωは次の通りと
なる。
【数７】
【００２１】この積分を実行し、三角波で行ったのと同
様の操作を行うと振幅は、
様の操作を行うと振幅は、
【数８】 となる。この値がゼロになるのは
【数９】 となる場合である。よって、限界周波数flimは次の通り
となる。
となる。
【数１０】
【００２２】このように、方形波の場合と三角波の場合
では、パルス幅を一定とすれば限界周波数flimは三角波
の方が二倍高いということになる。
では、パルス幅を一定とすれば限界周波数flimは三角波
の方が二倍高いということになる。
【００２３】そこで、パルス印加電流として図８の如き
形状の三角波を加える。同三角波を印加した場合におけ
る各傷深さごとの第一差分振幅スペクトルを図９に、第
一差分位相スペクトルを示すグラフを図１０に示す。図
１０によれば、外面傷８０％の場合でも極大値たる最大
値をほぼ求めることができる程度まで限界周波数が拡張
している。また、傷の管内外面の差異も方形波の場合よ
り拡大している。よって、図１１に示すように、三角波
を印加した場合における各傷深さごとにおける第一最大
差分振幅と第一最大差分位相との相関を示すグラフによ
り、傷の定量的推定をより精度良く広範囲で行えるよう
になったことが理解される。
形状の三角波を加える。同三角波を印加した場合におけ
る各傷深さごとの第一差分振幅スペクトルを図９に、第
一差分位相スペクトルを示すグラフを図１０に示す。図
１０によれば、外面傷８０％の場合でも極大値たる最大
値をほぼ求めることができる程度まで限界周波数が拡張
している。また、傷の管内外面の差異も方形波の場合よ
り拡大している。よって、図１１に示すように、三角波
を印加した場合における各傷深さごとにおける第一最大
差分振幅と第一最大差分位相との相関を示すグラフによ
り、傷の定量的推定をより精度良く広範囲で行えるよう
になったことが理解される。
【００２４】ところで、上述の第一差分振幅スペクトル
及び第一差分位相スペクトルでは、パルス渦流探傷法に
よって得られるパルス二次波形を波形解析する場合に、
二つの検出コイルによって得られる出力をブリッジ回路
を通過させずに、それぞれの波形をフーリエ変換した後
に差分をとっている。ここに、位相角θは、出力の実数
成分をReV, 虚数成分をImVと表すと、次のように表示さ
れる。
及び第一差分位相スペクトルでは、パルス渦流探傷法に
よって得られるパルス二次波形を波形解析する場合に、
二つの検出コイルによって得られる出力をブリッジ回路
を通過させずに、それぞれの波形をフーリエ変換した後
に差分をとっている。ここに、位相角θは、出力の実数
成分をReV, 虚数成分をImVと表すと、次のように表示さ
れる。
【数１１】
【００２５】第一、第二受信コイル４，５の出力波形を
それぞれ別個にフーリエ変換を行うことにより得られる
位相角の差分は次のようになる。
それぞれ別個にフーリエ変換を行うことにより得られる
位相角の差分は次のようになる。
【数１２】
【００２６】かかる位相角の差分を用いて解析した結果
が第一差分位相スペクトルであり、位相角スペクトルの
形状を差分することになり、スペクトルそのものにきず
深さごとの変化を利用すべく同スペクトルを用いてい
た。この場合、位相角の最大値の変化量は約３０度であ
る。
が第一差分位相スペクトルであり、位相角スペクトルの
形状を差分することになり、スペクトルそのものにきず
深さごとの変化を利用すべく同スペクトルを用いてい
た。この場合、位相角の最大値の変化量は約３０度であ
る。
【００２７】一方、第一、第二受信コイル４，５の出力
波形の差分をフーリエ変換して得られる位相角は、次の
通りとなる。
波形の差分をフーリエ変換して得られる位相角は、次の
通りとなる。
【数１３】
【００２８】この位相角は、両出力波形の実数成分、虚
数成分をそれぞれ引いた場合の位相角であり、ブリッジ
回路１１より得られる差分後の出力波形のフーリエ位相
スペクトルである上記第二差分位相スペクトルを求めて
いることになる。
数成分をそれぞれ引いた場合の位相角であり、ブリッジ
回路１１より得られる差分後の出力波形のフーリエ位相
スペクトルである上記第二差分位相スペクトルを求めて
いることになる。
【００２９】ここで、三角波を印加した場合における各
傷深さごとの上記第二差分振幅スペクトルのグラフを図
１２に、三角波を印加した場合における各傷深さごとの
上記第二位相スペクトルを図１３，１４にそれぞれ示
す。図１２の上記第二差分振幅スペクトルは極大値たる
最大値を０と限界周波数との間に有しており、第一差分
振幅スペクトルの場合とは傾向的に大差がない。一方、
図１３，１４に示す上記第二位相スペクトルは単調減少
関数になりスペクトルの形状の変化は少ないが、高周波
数になるほど第一差分位相スペクトルに比べて傷深さ毎
での大きな差異が見られる。
傷深さごとの上記第二差分振幅スペクトルのグラフを図
１２に、三角波を印加した場合における各傷深さごとの
上記第二位相スペクトルを図１３，１４にそれぞれ示
す。図１２の上記第二差分振幅スペクトルは極大値たる
最大値を０と限界周波数との間に有しており、第一差分
振幅スペクトルの場合とは傾向的に大差がない。一方、
図１３，１４に示す上記第二位相スペクトルは単調減少
関数になりスペクトルの形状の変化は少ないが、高周波
数になるほど第一差分位相スペクトルに比べて傷深さ毎
での大きな差異が見られる。
【００３０】そこで、三角波を印加した場合での各傷深
さごとにおける第二差分位相スペクトルのうち一定周波
数である限界周波数４０ｋＨｚにおける値と第二最大振
幅との相関を示すグラフを図１５に示す。同グラフによ
れば、傷が管内外面のいずれであるか及びその程度をよ
り正確に定量的に推定することが可能であることが理解
される。
さごとにおける第二差分位相スペクトルのうち一定周波
数である限界周波数４０ｋＨｚにおける値と第二最大振
幅との相関を示すグラフを図１５に示す。同グラフによ
れば、傷が管内外面のいずれであるか及びその程度をよ
り正確に定量的に推定することが可能であることが理解
される。
【００３１】最後に、本発明のさらに他の実施形態の可
能性について列挙する。上記実施形態では、例えば各傷
深さごとにおける第一最大差分振幅と第一最大差分位相
との相関を用いて傷の推定を行った。しかし、一定周波
数、例えば１ｋＨｚにおける昨振幅や位相の値の相関に
より傷の推定を行うことも可能である。但し、極大値を
とるグラフの場合、極大値が最大値となって最も角パラ
メーター毎の差が大きくなるので、傷推定の制度向上の
見地からは極大値たる最大値を選択することが望まし
い。
能性について列挙する。上記実施形態では、例えば各傷
深さごとにおける第一最大差分振幅と第一最大差分位相
との相関を用いて傷の推定を行った。しかし、一定周波
数、例えば１ｋＨｚにおける昨振幅や位相の値の相関に
より傷の推定を行うことも可能である。但し、極大値を
とるグラフの場合、極大値が最大値となって最も角パラ
メーター毎の差が大きくなるので、傷推定の制度向上の
見地からは極大値たる最大値を選択することが望まし
い。
【００３２】上記第一、第二差分振幅スペクトル及び上
記第一、第二差分位相スペクトルのうち一定周波数値に
おける値を用いて振幅及び位相の相関を求めるには、振
幅スペクトル及び位相スペクトルの双方について共通の
一定周波数値を用いてもよい。また、振幅スペクトル及
び位相スペクトルのそれぞれについて異なる一定周波数
値を用いてもよい。なお、Ｓ／Ｎ比を考慮して一定周波
数を決定すればよく、一定周波数は必ずしも限界周波数
とする必要はない。
記第一、第二差分位相スペクトルのうち一定周波数値に
おける値を用いて振幅及び位相の相関を求めるには、振
幅スペクトル及び位相スペクトルの双方について共通の
一定周波数値を用いてもよい。また、振幅スペクトル及
び位相スペクトルのそれぞれについて異なる一定周波数
値を用いてもよい。なお、Ｓ／Ｎ比を考慮して一定周波
数を決定すればよく、一定周波数は必ずしも限界周波数
とする必要はない。
【００３３】
【発明の効果】このように、上記本発明に係るパルス渦
流探傷装置の特徴によれば、管等の傷が内外面のいずれ
に存在するか及び傷の程度について定量的に推定するこ
とが可能となり、管検査を従来よりも迅速且つ正確に行
えるようになった。
流探傷装置の特徴によれば、管等の傷が内外面のいずれ
に存在するか及び傷の程度について定量的に推定するこ
とが可能となり、管検査を従来よりも迅速且つ正確に行
えるようになった。
【００３４】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定
されるものではない。
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定
されるものではない。
【図１】シュミレートした検査対象管とパルス渦流探傷
装置との関係を示すブロック図である。
装置との関係を示すブロック図である。
【図２】パルス印加電流である方形波の再構成例を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】パルス二次波形の出力差を示すグラフである。
【図４】各傷深さごとの第一差分振幅スペクトルを示す
グラフである。
グラフである。
【図５】各傷深さごとの第一差分位相スペクトルを示す
グラフである。
グラフである。
【図６】各傷深さごとにおける第一最大差分振幅と第一
最大差分位相との相関を示すグラフである。
最大差分位相との相関を示すグラフである。
【図７】（ａ）は三角波、（ｂ）は方形波を示すグラフ
である。
である。
【図８】パルス印加電流である三角波を示すグラフであ
る。
る。
【図９】三角波を印加した場合における各傷深さごとの
第一差分振幅スペクトルを示すグラフである。
第一差分振幅スペクトルを示すグラフである。
【図１０】三角波を印加した場合における各傷深さごと
の第一差分位相スペクトルを示すグラフである。
の第一差分位相スペクトルを示すグラフである。
【図１１】三角波を印加した場合における各傷深さごと
における第一最大差分振幅と第一最大差分位相との相関
を示すグラフである。
における第一最大差分振幅と第一最大差分位相との相関
を示すグラフである。
【図１２】三角波を印加した場合における各傷深さごと
の第二差分振幅スペクトルを示すグラフである。
の第二差分振幅スペクトルを示すグラフである。
【図１３】三角波を印加した場合における各傷深さごと
の第二位相スペクトルを示すグラフである。
の第二位相スペクトルを示すグラフである。
【図１４】図１３のグラフの内、限界周波数近傍を拡大
したグラフである。
したグラフである。
【図１５】三角波を印加した場合における各傷深さごと
における第二最大振幅と第二差分位相スペクトルのうち
一定周波数における値との相関を示すグラフである。
における第二最大振幅と第二差分位相スペクトルのうち
一定周波数における値との相関を示すグラフである。
Ｔ 検査対象管 Ｔ１ 傷部 Ｔ２ 健全部 １ パルス渦流探傷装置 ２ センサーヘッド ３ 励磁コイル ４ 第一受信コイル ５ 第二受信コイル ６ パルス発生器 ７ オシロスコープ ８ 波形表示処理部 ９ 波形解析部 １０ ＦＦＴ解析部 １１ ブリッジ回路 １２ 差分検出部。
フロントページの続き (72)発明者 今中 拓一 大阪市西区北堀江１丁目18番14号 非破壊 検査株式会社内 Ｆターム(参考） 2G053 AA11 AB21 BA12 BC05 CA03 CB05 CB25 DA06 DB02 DB20 DB27
Claims (3)
- 【請求項１】 検査対象管（Ｔ）内に挿入する励磁コイ
ル（３）及び一対の検出コイル（４，５）と、この励磁
コイル（３）にパルス波を印加するパルス発生器（６）
とを備え、一対の検出コイル（４，５）からの出力信号
の差分の特徴量により前記検査対象管（Ｔ）を検査する
パルス渦流探傷装置であって、前記各出力信号の振幅ス
ペクトルの差分又は前記各出力信号の差分の振幅スペク
トル（以下、「差分振幅スペクトル等」という。）と前
記各出力信号の位相スペクトルの差分（以下、「第一差
分位相スペクトル」という。）とを求める波形解析部
（９）を設け、前記差分振幅スペクトル等の最大値又は
一定周波数値における前記差分振幅スペクトル等の値と
前記第一差分位相スペクトルの最大値又は一定周波数値
における前記第一差分位相スペクトルの値との相関によ
り前記検査対象管（Ｔ）の傷検査を行うパルス渦流探傷
装置。 - 【請求項２】 検査対象管（Ｔ）内に挿入する励磁コイ
ル（３）及び一対の検出コイル（４，５）と、この励磁
コイル（３）にパルス波を印加するパルス発生器（６）
とを備え、一対の検出コイル（４，５）からの出力信号
の差分の特徴量により前記検査対象管（Ｔ）を検査する
パルス渦流探傷装置であって、前記差分振幅スペクトル
等と前記各出力信号の差分の位相スペクトル（以下、
「第二差分位相スペクトル」という。）とを求める波形
解析部（９）を設け、前記差分振幅スペクトル等の最大
値又は一定周波数値における前記差分振幅スペクトル等
の値と一定周波数値における前記第二差分位相スペクト
ルの値との相関により前記検査対象管（Ｔ）の傷検査を
行うパルス渦流探傷装置。 - 【請求項３】 前記パルス波が三角波である請求項１又
は２のいずれかに記載のパルス渦流探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11125839A JP2000314728A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | パルス渦流探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11125839A JP2000314728A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | パルス渦流探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000314728A true JP2000314728A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14920228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11125839A Pending JP2000314728A (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | パルス渦流探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000314728A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100392391C (zh) * | 2005-01-17 | 2008-06-04 | 林俊明 | 一种内穿过式低频电磁检测传感器 |
| JP2008145137A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Hitachi Ltd | 渦電流探傷プローブ，探傷装置及び探傷方法 |
| JP2008170233A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Toyota Motor Corp | 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法 |
| CN102927894A (zh) * | 2012-10-30 | 2013-02-13 | 西安理工大学 | 一种电涡流检测系统及方法 |
| CN103257182A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-08-21 | 电子科技大学 | 一种脉冲涡流缺陷定量检测方法及检测系统 |
| JP2015105926A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 株式会社東芝 | 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| CN104849344A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-08-19 | 天津工业大学 | 一种应用于脉冲涡流无损检测的多谐相位分析方法 |
| JP2017067743A (ja) * | 2015-10-03 | 2017-04-06 | 国立大学法人 岡山大学 | 非破壊検査装置及び非破壊検査方法 |
| CN112229904A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-01-15 | 南昌航空大学 | 一种脉冲远场涡流检测探头及使用方法 |
-
1999
- 1999-05-06 JP JP11125839A patent/JP2000314728A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008170233A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Toyota Motor Corp | 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法 |
| CN102927894A (zh) * | 2012-10-30 | 2013-02-13 | 西安理工大学 | 一种电涡流检测系统及方法 |
| CN103257182A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-08-21 | 电子科技大学 | 一种脉冲涡流缺陷定量检测方法及检测系统 |
| JP2015105926A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 株式会社東芝 | 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| CN104849344A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-08-19 | 天津工业大学 | 一种应用于脉冲涡流无损检测的多谐相位分析方法 |
| JP2017067743A (ja) * | 2015-10-03 | 2017-04-06 | 国立大学法人 岡山大学 | 非破壊検査装置及び非破壊検査方法 |
| CN112229904A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-01-15 | 南昌航空大学 | 一种脉冲远场涡流检测探头及使用方法 |
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