JP2002022709A - 渦流探傷装置 - Google Patents
渦流探傷装置Info
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- JP2002022709A JP2002022709A JP2000212454A JP2000212454A JP2002022709A JP 2002022709 A JP2002022709 A JP 2002022709A JP 2000212454 A JP2000212454 A JP 2000212454A JP 2000212454 A JP2000212454 A JP 2000212454A JP 2002022709 A JP2002022709 A JP 2002022709A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波成分を検出することによって、割れに
よる欠陥とスケール剥がれによる欠陥とを区別して検出
する渦流探傷装置を提供する。 【解決手段】 バランス回路４の検出コイルＬ１とＬ２
およびバランス回路５の検出コイルＬ３とＬ４との間に
回転移相回路７の共振コイルのＬ５を配置し、被検査対
象に対して相対的にこれらのコイルを移動させたときの
バランス回路４，５の出力を差動増幅回路６で差分を求
め、位相検波器９，１０で同期検波し、４ｆ０の帯域成
分をＨＰＦ１３とＬＰＦ１４で抽出し、割れによる欠陥
とスケール剥がれによる欠陥を識別する。
よる欠陥とスケール剥がれによる欠陥とを区別して検出
する渦流探傷装置を提供する。 【解決手段】 バランス回路４の検出コイルＬ１とＬ２
およびバランス回路５の検出コイルＬ３とＬ４との間に
回転移相回路７の共振コイルのＬ５を配置し、被検査対
象に対して相対的にこれらのコイルを移動させたときの
バランス回路４，５の出力を差動増幅回路６で差分を求
め、位相検波器９，１０で同期検波し、４ｆ０の帯域成
分をＨＰＦ１３とＬＰＦ１４で抽出し、割れによる欠陥
とスケール剥がれによる欠陥を識別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は渦流探傷装置に関
し、特に、金属の板やパイプや鋼線などの金属の傷の探
傷を検査する渦流探傷装置に関する。
し、特に、金属の板やパイプや鋼線などの金属の傷の探
傷を検査する渦流探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、直径が２ｍｍ〜７ｍｍφの鉄
線を焼入れすると、鋼線ができるが、焼入れるときに鋼
線の表面に酸化鉄が形成される。このような鋼線を製造
するとき、図１０に示すように鋼線１の表面が割れるこ
とによる鋭角の傷Ａや、凹みＢや、酸化鉄が剥がれてで
きるスケール剥がれＣと呼ばれる欠陥が生じる。
線を焼入れすると、鋼線ができるが、焼入れるときに鋼
線の表面に酸化鉄が形成される。このような鋼線を製造
するとき、図１０に示すように鋼線１の表面が割れるこ
とによる鋭角の傷Ａや、凹みＢや、酸化鉄が剥がれてで
きるスケール剥がれＣと呼ばれる欠陥が生じる。
【０００３】このような金属表面の欠陥を検査するため
に渦流探傷装置が用いられている。そのような渦流探傷
装置としては、特開平８−３１３４９３号公報に記載さ
れているものがある。この渦流探傷装置は、１対のコイ
ルをブリッジ接続してホイートストンブリッジを構成
し、固定周波数の信号をコイルに供給し、コイルと検査
対象とを相対的に移動させるものである。そして、検査
対象となる金属表面の傷に応じて周波数と電圧とが変化
した信号を同期検波し、その検波出力の振幅を２乗しか
つ周波数を２倍にし、その周波数成分を抽出して位相差
を出力し、直線化することによってノイズ信号を平均化
し、位相差を２倍に拡大する。その結果、信号成分をノ
イズと区別できる。
に渦流探傷装置が用いられている。そのような渦流探傷
装置としては、特開平８−３１３４９３号公報に記載さ
れているものがある。この渦流探傷装置は、１対のコイ
ルをブリッジ接続してホイートストンブリッジを構成
し、固定周波数の信号をコイルに供給し、コイルと検査
対象とを相対的に移動させるものである。そして、検査
対象となる金属表面の傷に応じて周波数と電圧とが変化
した信号を同期検波し、その検波出力の振幅を２乗しか
つ周波数を２倍にし、その周波数成分を抽出して位相差
を出力し、直線化することによってノイズ信号を平均化
し、位相差を２倍に拡大する。その結果、信号成分をノ
イズと区別できる。
【０００４】一方、特許第２８８２８５６号公報には、
回転移相器を用いた例が示されている。この例では、１
対の検出コイルの間に同軸的に１対の共振コイルを配置
し、被検査物の傷を検出したときに各検出コイルが生じ
る磁界の偏りにより、各共振コイルに生じる誘導電流と
は逆相でかつ電流値が等しくなるように設定しておき、
傷を検出したとき、各検出コイルのインダクタンスが変
化して磁界に偏りが生じ、各共振コイルに生じる誘導電
流にも差が生じ、この差分の交流電流が流れて共振コイ
ルとこれに接続されている容量回路とが共振し、この影
響によりいずれか一方の検出コイルのＱが大きくなり、
交流ブリッジ回路の平衡がさらに崩れるため、傷などの
欠陥を示す信号をノイズと区別して出力することができ
る。
回転移相器を用いた例が示されている。この例では、１
対の検出コイルの間に同軸的に１対の共振コイルを配置
し、被検査物の傷を検出したときに各検出コイルが生じ
る磁界の偏りにより、各共振コイルに生じる誘導電流と
は逆相でかつ電流値が等しくなるように設定しておき、
傷を検出したとき、各検出コイルのインダクタンスが変
化して磁界に偏りが生じ、各共振コイルに生じる誘導電
流にも差が生じ、この差分の交流電流が流れて共振コイ
ルとこれに接続されている容量回路とが共振し、この影
響によりいずれか一方の検出コイルのＱが大きくなり、
交流ブリッジ回路の平衡がさらに崩れるため、傷などの
欠陥を示す信号をノイズと区別して出力することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらの渦流探傷装置
によれば、検査対象が良品であるかあるいは不良品であ
るかを検出できるが、その検出精度は十分とはいえなか
った。その理由は、上述の渦流探傷装置においては、ノ
イズ信号を平均化することはできるが、ノイズはコイル
を被検査物に対して移動させたときと、停止させたとき
とでノイズ成分が異なるからである。このノイズ成分は
被検査物のぶれや、被検査物の材料自身の組成変化や、
混合物による磁気抵抗などによっても生じる。
によれば、検査対象が良品であるかあるいは不良品であ
るかを検出できるが、その検出精度は十分とはいえなか
った。その理由は、上述の渦流探傷装置においては、ノ
イズ信号を平均化することはできるが、ノイズはコイル
を被検査物に対して移動させたときと、停止させたとき
とでノイズ成分が異なるからである。このノイズ成分は
被検査物のぶれや、被検査物の材料自身の組成変化や、
混合物による磁気抵抗などによっても生じる。
【０００６】また、スケール剥がれは、熱の加え方によ
って磁気抵抗が異なっている部分であり、割れなどによ
る傷とは区別する必要がある。従来の渦流探傷装置で
は、このようなスケール剥がれと傷とを区別することは
できなかった。
って磁気抵抗が異なっている部分であり、割れなどによ
る傷とは区別する必要がある。従来の渦流探傷装置で
は、このようなスケール剥がれと傷とを区別することは
できなかった。
【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、高
周波成分を検出することによって傷とスケール剥がれと
を区別して検出できるような渦流探傷装置を提供するこ
とである。
周波成分を検出することによって傷とスケール剥がれと
を区別して検出できるような渦流探傷装置を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は固定周波数の
信号を増幅して検出コイルに供給し、検出コイルと検査
対象とを相対的に移動させ、検査対象となる金属表面の
欠陥に応じて周波数と電圧とが変化した信号を同期検波
して出力する渦流探傷装置において、検出コイルはそれ
ぞれが検査対象の搬送路に沿って同軸的にかつ一定の間
隔を有して配置され、それぞれから生じる磁界が逆相と
なる第１の１対の検出コイルと、それぞれが検査対象の
搬送路に沿って同軸的かつ一定の間隔を有し、さらに第
１の１対の検出コイルと同軸的かつ所定の間隔を有して
配置され、それぞれから生じる磁界が逆相になる第２の
１対の検出コイルと、第１の１対の検出コイルと第２の
１対の検出コイルとの間に同軸的に一定の間隔を有して
配置される共振コイルとを含み、さらに第１の１対の検
出コイルを含んでブリッジ回路を構成し、増幅した固定
周波数の信号が与えられ、各検出コイルのインダクタン
スの変化に応じて異常検出信号を出力する第１の平衡回
路と、第２の１対の検出コイルを含んでブリッジ回路を
構成し、増幅した固定周波数の信号が与えられ、各検出
コイルのインダクタンスの変化に応じて異常検出信号を
出力する第２の平衡回路と、第１および第２の１対の検
出コイルのいずれか一方から生じる電磁誘導により、共
振コイルに生じる誘導電流が該検出コイルに生じる誘導
電流に対して逆相でかつ電流値が等しく相殺し合うよう
に共振コイルを駆動する回転移相手段と、第１および第
２の平衡回路の異常検出信号の差分を抽出し、同期検波
のための信号を出力する差動増幅手段とを備えて構成さ
れる。
信号を増幅して検出コイルに供給し、検出コイルと検査
対象とを相対的に移動させ、検査対象となる金属表面の
欠陥に応じて周波数と電圧とが変化した信号を同期検波
して出力する渦流探傷装置において、検出コイルはそれ
ぞれが検査対象の搬送路に沿って同軸的にかつ一定の間
隔を有して配置され、それぞれから生じる磁界が逆相と
なる第１の１対の検出コイルと、それぞれが検査対象の
搬送路に沿って同軸的かつ一定の間隔を有し、さらに第
１の１対の検出コイルと同軸的かつ所定の間隔を有して
配置され、それぞれから生じる磁界が逆相になる第２の
１対の検出コイルと、第１の１対の検出コイルと第２の
１対の検出コイルとの間に同軸的に一定の間隔を有して
配置される共振コイルとを含み、さらに第１の１対の検
出コイルを含んでブリッジ回路を構成し、増幅した固定
周波数の信号が与えられ、各検出コイルのインダクタン
スの変化に応じて異常検出信号を出力する第１の平衡回
路と、第２の１対の検出コイルを含んでブリッジ回路を
構成し、増幅した固定周波数の信号が与えられ、各検出
コイルのインダクタンスの変化に応じて異常検出信号を
出力する第２の平衡回路と、第１および第２の１対の検
出コイルのいずれか一方から生じる電磁誘導により、共
振コイルに生じる誘導電流が該検出コイルに生じる誘導
電流に対して逆相でかつ電流値が等しく相殺し合うよう
に共振コイルを駆動する回転移相手段と、第１および第
２の平衡回路の異常検出信号の差分を抽出し、同期検波
のための信号を出力する差動増幅手段とを備えて構成さ
れる。
【０００９】さらに、同期検波の出力信号に含まれる高
域の成分を所定の帯域分だけ抽出するフィルタを含む。
域の成分を所定の帯域分だけ抽出するフィルタを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態のブ
ロック図である。図１において、発振器１は一定の周波
数のｓｉｎ波の発振信号を発生してパワーアンプ２と位
相器３とに与える。パワーアンプ２は発振信号を増幅し
て励磁信号としてバランス回路４，５に与える。一方の
バランス回路４は１対の検出コイルＬ１とＬ２と図示し
ない２つの抵抗とによって平衡回路を構成しており、コ
イルＬ１，Ｌ２は生じる磁界が互いに逆相となるように
差動接続されている。他方のバランス回路５もバランス
回路４と同様にして、２つの検出コイルＬ３，Ｌ４と図
示しない２つの抵抗とによって平衡回路を構成してい
る。
ロック図である。図１において、発振器１は一定の周波
数のｓｉｎ波の発振信号を発生してパワーアンプ２と位
相器３とに与える。パワーアンプ２は発振信号を増幅し
て励磁信号としてバランス回路４，５に与える。一方の
バランス回路４は１対の検出コイルＬ１とＬ２と図示し
ない２つの抵抗とによって平衡回路を構成しており、コ
イルＬ１，Ｌ２は生じる磁界が互いに逆相となるように
差動接続されている。他方のバランス回路５もバランス
回路４と同様にして、２つの検出コイルＬ３，Ｌ４と図
示しない２つの抵抗とによって平衡回路を構成してい
る。
【００１１】バランス回路４と５との間には回転移相回
路７が配置される。回転移相回路７はコイルＬ５を含
む。そして、バランス回路４の検出コイルＬ２の電磁誘
導により共振コイルＬ５に生じる誘導電流と、バランス
回路５の検出コイルＬ３の電磁誘導により共振コイルＬ
５に生じる誘導電流とが逆相でかつ電流値が等しく、相
殺し合うように各バランス回路４，５が設定されてい
る。回転移相回路７は、コイルＬ２とＬ３との発振周波
数で共振コイルＬ５を共振させるために、その内部に容
量回路が設けられている。
路７が配置される。回転移相回路７はコイルＬ５を含
む。そして、バランス回路４の検出コイルＬ２の電磁誘
導により共振コイルＬ５に生じる誘導電流と、バランス
回路５の検出コイルＬ３の電磁誘導により共振コイルＬ
５に生じる誘導電流とが逆相でかつ電流値が等しく、相
殺し合うように各バランス回路４，５が設定されてい
る。回転移相回路７は、コイルＬ２とＬ３との発振周波
数で共振コイルＬ５を共振させるために、その内部に容
量回路が設けられている。
【００１２】コイルＬ１〜Ｌ５を検査対象に近接させた
とき、検査対象に欠陥がないとき、各検出コイルＬ２，
Ｌ３からの電磁誘導によって共振コイルＬ５に生じる誘
導電流が互いに逆相かつ電流値が等しいため、これら誘
導電流が相殺しあって共振は起こらない。ところが、検
査対象に沿って移動させ、検査対象の表面に欠陥があっ
て、その欠陥がコイルＬ２，Ｌ３を通過すると、各検出
コイルＬ２，Ｌ３のインダクタンスが変化して磁界に偏
りが生じるため、共振コイルＬ５に生じる誘導電流にも
差が生じ、その差分の電流が流れて容量回路および共振
コイルＬ５が共振する。
とき、検査対象に欠陥がないとき、各検出コイルＬ２，
Ｌ３からの電磁誘導によって共振コイルＬ５に生じる誘
導電流が互いに逆相かつ電流値が等しいため、これら誘
導電流が相殺しあって共振は起こらない。ところが、検
査対象に沿って移動させ、検査対象の表面に欠陥があっ
て、その欠陥がコイルＬ２，Ｌ３を通過すると、各検出
コイルＬ２，Ｌ３のインダクタンスが変化して磁界に偏
りが生じるため、共振コイルＬ５に生じる誘導電流にも
差が生じ、その差分の電流が流れて容量回路および共振
コイルＬ５が共振する。
【００１３】すると、その影響で検出コイルＬ２，Ｌ３
のいずれか一方の検出コイルのＱが大きくなり、対応す
るバランス回路の平衡がさらに崩れるため、バランス回
路４，５の差が大きくなる。このバランス回路４，５の
位相差は、差動増幅回路６によって抽出されてアンプ８
に与えられる。アンプ８はその位相差信号を増幅して位
相検波器９，１０に与える。
のいずれか一方の検出コイルのＱが大きくなり、対応す
るバランス回路の平衡がさらに崩れるため、バランス回
路４，５の差が大きくなる。このバランス回路４，５の
位相差は、差動増幅回路６によって抽出されてアンプ８
に与えられる。アンプ８はその位相差信号を増幅して位
相検波器９，１０に与える。
【００１４】発振器１の発振信号が与えられる位相器３
は、励磁信号と同じ位相の信号と、励磁信号に対して９
０°位相のずれた信号とをそれぞれ位相検波器９，１０
に与える。位相検波器９，１０は励磁信号と同じ位相の
信号によって位相差信号を同期検波して、コイルＬ２ま
たはＬ３の抵抗成分を示すＸ軸信号を出力し、位相検波
器１０は励磁信号に対して９０°位相のずれた信号によ
って位相差信号を同期検波してコイルＬ２またはＬ３の
インダクタンス成分を示すＹ軸信号を出力する。これら
のＸ軸信号とＹ軸信号は位相器１１に与えられる。位相
器１１はその位相が０〜３６０°のいずれかに設定可能
にされており、Ｘ軸信号とＹ軸信号とを設定された位相
だけ回転させてオシロスコープ１２に与える。
は、励磁信号と同じ位相の信号と、励磁信号に対して９
０°位相のずれた信号とをそれぞれ位相検波器９，１０
に与える。位相検波器９，１０は励磁信号と同じ位相の
信号によって位相差信号を同期検波して、コイルＬ２ま
たはＬ３の抵抗成分を示すＸ軸信号を出力し、位相検波
器１０は励磁信号に対して９０°位相のずれた信号によ
って位相差信号を同期検波してコイルＬ２またはＬ３の
インダクタンス成分を示すＹ軸信号を出力する。これら
のＸ軸信号とＹ軸信号は位相器１１に与えられる。位相
器１１はその位相が０〜３６０°のいずれかに設定可能
にされており、Ｘ軸信号とＹ軸信号とを設定された位相
だけ回転させてオシロスコープ１２に与える。
【００１５】オシロスコープ１２はリサージュ波形を表
示する。また、Ｘ軸信号はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１３によってＸ軸信号の一定周波数の高域成分のみが抽
出され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４に与えられ
る。ＬＰＦ１４は一定周波数の低域成分のみを抽出して
検出信号として出力する。
示する。また、Ｘ軸信号はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１３によってＸ軸信号の一定周波数の高域成分のみが抽
出され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４に与えられ
る。ＬＰＦ１４は一定周波数の低域成分のみを抽出して
検出信号として出力する。
【００１６】図２は図１に示した回転移相回路７の具体
的な回路図である。図２において、回転移相回路７は２
個の演算増幅器７１，７２と可変抵抗７３，７４とコン
デンサ７５とから構成されており、演算増幅器７１の非
反転入力に共振コイルＬ５の一端が接続され、共振コイ
ルＬ５の他端は接地される。演算増幅器７１の反転入力
は演算増幅器７１の出力と可変抵抗７３の一端とに接続
され、可変抵抗７３の他端は演算増幅器７２の出力に接
続され、演算増幅器７２の反転入力には可変抵抗７３の
可変端子が接続され、演算増幅器７２の非反転入力は接
地される。演算増幅器７２の出力と演算増幅器７１の非
反転入力との間には可変抵抗７４とコンデンサ７５の並
列回路が接続されている。抵抗７３は検出状態での共振
コイルＬ５のＱ値を変化させ、可変抵抗７４は共振コイ
ルＬ５の共振周波数を調整するために設けられている。
的な回路図である。図２において、回転移相回路７は２
個の演算増幅器７１，７２と可変抵抗７３，７４とコン
デンサ７５とから構成されており、演算増幅器７１の非
反転入力に共振コイルＬ５の一端が接続され、共振コイ
ルＬ５の他端は接地される。演算増幅器７１の反転入力
は演算増幅器７１の出力と可変抵抗７３の一端とに接続
され、可変抵抗７３の他端は演算増幅器７２の出力に接
続され、演算増幅器７２の反転入力には可変抵抗７３の
可変端子が接続され、演算増幅器７２の非反転入力は接
地される。演算増幅器７２の出力と演算増幅器７１の非
反転入力との間には可変抵抗７４とコンデンサ７５の並
列回路が接続されている。抵抗７３は検出状態での共振
コイルＬ５のＱ値を変化させ、可変抵抗７４は共振コイ
ルＬ５の共振周波数を調整するために設けられている。
【００１７】ただし、回転移相回路７は図２に示した例
に限ることなく、単なるコンデンサや、可変容量コンデ
ンサなどによって容量回路を構成してもよい。
に限ることなく、単なるコンデンサや、可変容量コンデ
ンサなどによって容量回路を構成してもよい。
【００１８】図３は図２に示した回転移相回路７による
位相を回転させる動作を説明するための図である。図３
において、抵抗ＲはコイルＬ２またはＬ３自身の銅損に
よる抵抗成分を示しており、ωＬはコイルＬ２またはＬ
３自身の銅損によるインダクタンス成分である。図３の
θは位相を回転させたときの回転角であり、このθは図
２に示す可変抵抗７３を調整することによって変化させ
ることができる。θを小さくしていくと抵抗Ｒに対して
インダクタンス成分ωＬが大きくなるため、Ｑ＝ωＬ／
Ｒの関係からＱを大きくすることができる。
位相を回転させる動作を説明するための図である。図３
において、抵抗ＲはコイルＬ２またはＬ３自身の銅損に
よる抵抗成分を示しており、ωＬはコイルＬ２またはＬ
３自身の銅損によるインダクタンス成分である。図３の
θは位相を回転させたときの回転角であり、このθは図
２に示す可変抵抗７３を調整することによって変化させ
ることができる。θを小さくしていくと抵抗Ｒに対して
インダクタンス成分ωＬが大きくなるため、Ｑ＝ωＬ／
Ｒの関係からＱを大きくすることができる。
【００１９】図４および図５はこの発明の一実施の形態
による被検査物の欠陥を検出する動作を示す図であり、
図６は欠陥を含む信号の周波数分布を示す図であり、図
７はオシロスコープによるリサージュ波形を示す図であ
る。
による被検査物の欠陥を検出する動作を示す図であり、
図６は欠陥を含む信号の周波数分布を示す図であり、図
７はオシロスコープによるリサージュ波形を示す図であ
る。
【００２０】図４に示すように、被検査物に対して１対
の検出コイルＬ１，Ｌ２と、Ｌ３，Ｌ４と、共振コイル
Ｌ５とを被検査物の軸方向に相対的に移動させると、被
検査物の欠陥Ａ，Ｂ，Ｃに応じてバランス回路４，５か
ら図５に示す波形の信号が出力される。
の検出コイルＬ１，Ｌ２と、Ｌ３，Ｌ４と、共振コイル
Ｌ５とを被検査物の軸方向に相対的に移動させると、被
検査物の欠陥Ａ，Ｂ，Ｃに応じてバランス回路４，５か
ら図５に示す波形の信号が出力される。
【００２１】ここで、バランス回路４のコイルＬ１とＬ
２のコイル幅をｌ１とし、バランス回路５のコイルＬ３
とＬ４のコイル幅をｌ２とする。ただし、ｌ＝ｌ１＝ｌ
２である。
２のコイル幅をｌ１とし、バランス回路５のコイルＬ３
とＬ４のコイル幅をｌ２とする。ただし、ｌ＝ｌ１＝ｌ
２である。
【００２２】図４の欠陥Ａはコイル幅ｌより軸方向長さ
が短くかつ深さが深い割れによるものであり、欠陥Ｂは
コイル幅ｌよりも軸方向長さが短くかつ深さは浅いくぼ
みによるものであり、欠陥Ｃはコイル幅ｌよりも軸方向
の長さが長く、深さは浅いスケール剥がれによるもので
ある。
が短くかつ深さが深い割れによるものであり、欠陥Ｂは
コイル幅ｌよりも軸方向長さが短くかつ深さは浅いくぼ
みによるものであり、欠陥Ｃはコイル幅ｌよりも軸方向
の長さが長く、深さは浅いスケール剥がれによるもので
ある。
【００２３】その結果、欠陥Ａに対してバランス回路４
からは図５（ａ）に示す波形信号が出力され、バランス
回路５から図５（ｂ）に示す波形信号が出力され、差動
増幅回路６でその差を取ると図５（ｃ）に示す波形信号
が出力される。
からは図５（ａ）に示す波形信号が出力され、バランス
回路５から図５（ｂ）に示す波形信号が出力され、差動
増幅回路６でその差を取ると図５（ｃ）に示す波形信号
が出力される。
【００２４】また、欠陥Ｂに対しては、バランス回路４
からは図５（ｄ）に示す波形信号が出力され、バランス
回路５から図５（ｅ）に示す波形信号が出力され、差動
増幅回路６からは図５（ｆ）に示す波形信号が出力され
る。
からは図５（ｄ）に示す波形信号が出力され、バランス
回路５から図５（ｅ）に示す波形信号が出力され、差動
増幅回路６からは図５（ｆ）に示す波形信号が出力され
る。
【００２５】さらに、欠陥Ｃに対しては、バランス回路
４からは図５（ｇ）に示す波形信号が出力され、バラン
ス回路５からは図５（ｈ）に示す波形信号が出力され、
差動増幅回路６からは図５（ｉ）に示す波形信号が出力
される。
４からは図５（ｇ）に示す波形信号が出力され、バラン
ス回路５からは図５（ｈ）に示す波形信号が出力され、
差動増幅回路６からは図５（ｉ）に示す波形信号が出力
される。
【００２６】図５（ｃ），（ｆ），（ｉ）を対比すれば
明らかなように、欠陥Ａ，Ｂは波形が歪んでおり高調波
成分を多く含んでいるのに対して、欠陥Ｃは欠陥Ａ，Ｂ
に比べて材料の体積的変化がなく、また欠陥Ａ，Ｂに比
べて軸方向長さが長いため、正弦波に近い波形になって
いる。
明らかなように、欠陥Ａ，Ｂは波形が歪んでおり高調波
成分を多く含んでいるのに対して、欠陥Ｃは欠陥Ａ，Ｂ
に比べて材料の体積的変化がなく、また欠陥Ａ，Ｂに比
べて軸方向長さが長いため、正弦波に近い波形になって
いる。
【００２７】本願発明者は、種々の実験の結果、欠陥
Ａ，Ｂによる信号成分は図６に示すように４ｆ０の帯域
に含まれていることを見出した。これは欠陥Ａ，Ｂにお
ける検出波形に歪みが生じるので、その高調波成分が４
ｆ０の帯域に含まれることに基づくものと思われる。
Ａ，Ｂによる信号成分は図６に示すように４ｆ０の帯域
に含まれていることを見出した。これは欠陥Ａ，Ｂにお
ける検出波形に歪みが生じるので、その高調波成分が４
ｆ０の帯域に含まれることに基づくものと思われる。
【００２８】そこで、この発明では、バランス回路４，
５の出力の差を差動増幅回路６で抽出し、アンプ８で増
幅した後、位相検波器９，１０で同期検波することによ
って、抵抗による成分Ｘ信号とインダクタンスによる成
分Ｙ信号が抽出される。そして、位相器１１によって位
相が０〜３６０の範囲内のいずれかに設定され、オシロ
スコープ１２に図７に示すようなリサージュ波形が表示
される。図７では、ノイズ成分に対して欠陥Ａ，Ｂ，Ｃ
による信号成分が識別可能に表示される。
５の出力の差を差動増幅回路６で抽出し、アンプ８で増
幅した後、位相検波器９，１０で同期検波することによ
って、抵抗による成分Ｘ信号とインダクタンスによる成
分Ｙ信号が抽出される。そして、位相器１１によって位
相が０〜３６０の範囲内のいずれかに設定され、オシロ
スコープ１２に図７に示すようなリサージュ波形が表示
される。図７では、ノイズ成分に対して欠陥Ａ，Ｂ，Ｃ
による信号成分が識別可能に表示される。
【００２９】また、Ｘ信号はＨＰＦ１３によって４ｆ０
帯域の高域成分が抽出され、ＬＰＦ１４によって４ｆ０
帯域以下の信号成分が抽出される。すなわち、ＨＰＦ１
３とＬＰＦ１４とによって図６に示す４ｆ０帯域の信号
成分のみが抽出される。この信号成分を分析することに
よって、図４に示す割れによる欠陥Ａやくぼみによる欠
陥Ｂと、スケール剥がれと呼ばれる欠陥Ｃを容易に検出
できる。
帯域の高域成分が抽出され、ＬＰＦ１４によって４ｆ０
帯域以下の信号成分が抽出される。すなわち、ＨＰＦ１
３とＬＰＦ１４とによって図６に示す４ｆ０帯域の信号
成分のみが抽出される。この信号成分を分析することに
よって、図４に示す割れによる欠陥Ａやくぼみによる欠
陥Ｂと、スケール剥がれと呼ばれる欠陥Ｃを容易に検出
できる。
【００３０】図８は割れ欠陥による実際の波形であり、
１マス目は１０ｍｓｅｃであり、図９はスケール剥がれ
による実際の波形を示し、１マスは０．２ｓｅｃであ
る。
１マス目は１０ｍｓｅｃであり、図９はスケール剥がれ
による実際の波形を示し、１マスは０．２ｓｅｃであ
る。
【００３１】図８と図９とを対比すれば明らかなよう
に、図９に示すスケール剥がれによる欠陥の波形は、比
較的低い周波数帯域に現われ、正弦波に近い形をしてい
るのに対して、図８に示す割れ欠陥による波形は高い周
波数帯域に現れ、歪みが大きく、両者は容易に識別でき
る。
に、図９に示すスケール剥がれによる欠陥の波形は、比
較的低い周波数帯域に現われ、正弦波に近い形をしてい
るのに対して、図８に示す割れ欠陥による波形は高い周
波数帯域に現れ、歪みが大きく、両者は容易に識別でき
る。
【００３２】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、２つ
の平衡回路のそれぞれの１対の検出コイル間に共振コイ
ルを設け、共振コイルに生じる誘導電流によって各１対
の検出コイルに生じる誘導電流に対して逆相でかつ電流
値が等しく相殺し合うように位相を回転させることによ
り、割れやくぼみによる欠陥とスケール剥がれによる欠
陥とを容易に識別することができる。
の平衡回路のそれぞれの１対の検出コイル間に共振コイ
ルを設け、共振コイルに生じる誘導電流によって各１対
の検出コイルに生じる誘導電流に対して逆相でかつ電流
値が等しく相殺し合うように位相を回転させることによ
り、割れやくぼみによる欠陥とスケール剥がれによる欠
陥とを容易に識別することができる。
【図１】 この発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】 図に示した回転移相回路の具体的な回路図で
ある。
ある。
【図３】 図２に示した回転移相回路による位相を回転
させる動作を説明するための図である。
させる動作を説明するための図である。
【図４】 この発明の一実施形態による被検査物の欠陥
を検出する動作を説明するための図である。
を検出する動作を説明するための図である。
【図５】 ２つのバランス回路から出力される信号波形
図と差動増幅回路から出力される信号波形図を示す図で
ある。
図と差動増幅回路から出力される信号波形図を示す図で
ある。
【図６】 図１に示した渦流探傷装置から出力される信
号波形図である。
号波形図である。
【図７】 図１に示したオシロスコープに表示されるリ
サージュ波形図である。
サージュ波形図である。
【図８】 割れ欠陥による実際の波形図である。
【図９】 スケール剥がれによる実際の波形図である。
【図１０】 検査対象の欠陥を説明するための図であ
る。
る。
１ 発振器、２ パワーアンプ、３ 位相器、４，５
バランス回路、６ 差動増幅回路、７ 回転移相回路、
８ アンプ、９，１０ 位相検波器、１１ 位相器、１
２ オシロスコープ、１３ ＨＰＦ、１４ ＬＰＦ、Ｌ
１〜Ｌ４ 検出コイル、Ｌ５ 共振コイル。
バランス回路、６ 差動増幅回路、７ 回転移相回路、
８ アンプ、９，１０ 位相検波器、１１ 位相器、１
２ オシロスコープ、１３ ＨＰＦ、１４ ＬＰＦ、Ｌ
１〜Ｌ４ 検出コイル、Ｌ５ 共振コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山尾 憲人 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 村井 照幸 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 上野 明喜夫 兵庫県川西市下加茂一丁目15番７号 有限 会社日本エステック内 Ｆターム(参考） 2G053 AA11 AA21 AB21 BA02 BC14 CA03 CA17 CA18 CB05 CB12
Claims (2)
- 【請求項１】 固定周波数の信号を増幅して検出コイル
に供給し、前記検出コイルと検査対象とを相対的に移動
させ、前記検査対象となる金属表面の欠陥に応じて周波
数と電圧とが変化した信号を同期検波して出力する渦流
探傷装置において、 前記検出コイルは、それぞれが前記検査対象の搬送路に
沿って同軸的にかつ一定の間隔を有して配置され、それ
ぞれから生じる磁界が逆相となる第１の１対の検出コイ
ルと、 それぞれが前記検査対象の搬送路に沿って同軸的かつ一
定の間隔を有し、さらに前記第１の１対の検出コイルと
同軸的かつ所定の間隔を有して配置され、それぞれから
生じる磁界が逆相になる第２の１対の検出コイルと、 前記第１の１対の検出コイルと前記第２の１対の検出コ
イルとの間に同軸的に一定の間隔を有して配置される共
振コイルとを含み、さらに前記第１の１対の検出コイル
を含んでブリッジ回路を構成し、前記増幅した固定周波
数の信号が与えられ、各検出コイルのインダクタンスの
変化に応じて第１の異常検出信号を出力する第１の平衡
回路と、 前記第２の１対の検出コイルを含んでブリッジ回路を構
成し、前記増幅した固定周波数の信号が与えられ、各検
出コイルのインダクタンスの変化に応じて第２の異常検
出信号を出力する第２の平衡回路と、 前記第１および第２の１対の検出コイルの一方から生じ
る電磁誘導により、前記共振コイルに生じる誘導電流が
該検出コイルに生じる誘導電流に対して逆相でかつ電流
値が等しく相殺し合うように該共振コイルを駆動する回
転移相手段と、 前記第１および第２の平衡回路の異常検出信号の差分を
抽出し、同期検波のための信号を出力する差動増幅手段
とを備えたことを特徴とする、渦流探傷装置。 - 【請求項２】 さらに、前記同期検波の出力信号に含ま
れる高域の成分を所定の帯域分だけ抽出するフィルタを
含むことを特徴とする、請求項１に記載の渦流探傷装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212454A JP2002022709A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 渦流探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212454A JP2002022709A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 渦流探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022709A true JP2002022709A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18708375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000212454A Pending JP2002022709A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 渦流探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002022709A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006208312A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Jfe Steel Kk | 内部欠陥測定方法および装置 |
| JP2007240427A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金用渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| JP2009019909A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hitachi Ltd | 欠陥識別方法及び欠陥識別装置 |
| WO2023010657A1 (zh) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | 四川德源管道科技股份有限公司 | 用于管道无损检测的涡流检测系统 |
-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000212454A patent/JP2002022709A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006208312A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Jfe Steel Kk | 内部欠陥測定方法および装置 |
| JP4742600B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2011-08-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 内部欠陥測定方法および装置 |
| JP2007240427A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | マグネシウム合金用渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| JP2009019909A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hitachi Ltd | 欠陥識別方法及び欠陥識別装置 |
| WO2023010657A1 (zh) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | 四川德源管道科技股份有限公司 | 用于管道无损检测的涡流检测系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030708 |