JP2002221514A - Eddy current flaw detection probe - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非破壊検査に用い
て好適の、渦電流探傷プローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an eddy current inspection probe suitable for nondestructive inspection.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、鉄鋼・非鉄材料の製造時にお
ける検査及び熱交換器の細管等などの各種プラントにお
ける保守検査等の非破壊検査に用いる渦電流探傷プロー
ブが開発されている。渦電流探傷プローブによる試験体
の探傷の基本原理は、励磁コイルにより試験体表面に渦
電流を発生させて、この渦電流の影響による検出コイル
のインピーダンス変化を監視することにより傷を検出す
るものである。つまり、試験体表面に傷があると、この
傷が試験体表面に発生した渦電流にも影響を及ぼす。こ
の渦電流の変化は、検出コイルに生じるインピーダンス
にも影響を及ぼし、したがって、検出コイルのインピー
ダンスの変化を監視することで、試験体の傷を検出でき
るのである。2. Description of the Related Art Conventionally, eddy current flaw detection probes have been developed which are used for non-destructive inspection such as inspection at the time of manufacturing steel and non-ferrous materials and maintenance inspection at various plants such as a thin tube of a heat exchanger. The basic principle of flaw detection of a specimen using an eddy current flaw detection probe is to detect flaws by generating an eddy current on the specimen surface using an excitation coil and monitoring the impedance change of the detection coil due to the influence of the eddy current. is there. That is, if there is a flaw on the surface of the specimen, the flaw affects the eddy current generated on the surface of the specimen. This change in the eddy current also affects the impedance generated in the detection coil, and therefore, by monitoring the change in the impedance of the detection coil, a flaw in the test object can be detected.
【0003】図4(a)〜図4(d)は従来の渦電流探
傷プローブの各種構成を示す模式図である。ここで、渦
電流探傷プローブは、インピーダンス変化の検出方法
と、励磁コイル,検出コイルの構成とによりそれぞれ分
類することができる。検出コイルのインピーダンス変化
の検出方法に着目すると、図4(a),図4(b)に示
すような、1つの検出コイルにより試験体の傷を検出す
るアブソリュート型と、図4(c),図4(d)に示す
ような、2つの検出コイルにそれぞれ発生するインピー
ダンスの差動成分により試験体の傷を検出するディファ
レンシャル型とに分けることができる。FIGS. 4A to 4D are schematic views showing various configurations of a conventional eddy current inspection probe. Here, the eddy current flaw detection probes can be classified according to the method of detecting the impedance change and the configuration of the excitation coil and the detection coil. Focusing on the method of detecting the change in impedance of the detection coil, an absolute type in which a single detection coil detects a flaw in a test body as shown in FIGS. 4A and 4B, and FIGS. As shown in FIG. 4D, the detection coil can be divided into a differential type that detects a flaw of a test object by a differential component of impedance generated in each of the two detection coils.
【0004】また、励磁コイル及び検出コイルの構成に
ついて着目すると、図4(a),図4(c)に示すよう
な自己誘導型と、図4(b),図4(d)に示すような
相互誘導型とに分けることができる。自己誘導型とは、
1つのコイルが、渦電流を発生させるための励磁コイル
と、インピーダンスを検出するための検出コイルとを兼
用するタイプであり、相互誘導型とは、励磁コイル(一
次コイル)と検出コイル(2次コイル)とが分離されて
いるタイプである。[0004] Focusing on the configuration of the excitation coil and the detection coil, the self-induction type shown in FIGS. 4 (a) and 4 (c) and the configuration shown in FIGS. 4 (b) and 4 (d) are shown. It can be divided into the mutual induction type. What is self-guided?
One coil is a type that serves both as an excitation coil for generating an eddy current and a detection coil for detecting impedance. The mutual induction type refers to an excitation coil (primary coil) and a detection coil (secondary coil). Coil).
【0005】このように、検出コイルのインピーダンス
変化の検出方法と、励磁コイル,検出コイルの構成とに
より、図4(a)〜図4(d)に示すような4つの型に
分類することができるのである。ここで、図4(a)〜
図4(d)に示す各渦電流探傷プローブの模式的構成及
び作用についてそれぞれ説明する。As described above, according to the method of detecting the impedance change of the detection coil and the configuration of the excitation coil and the detection coil, the detection coil can be classified into four types as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (d). You can. Here, FIG.
The schematic configuration and operation of each eddy current flaw detection probe shown in FIG. 4D will be described.
【0006】図4(a)は、アブソリュート型且つ自己
誘導型の渦電流探傷プローブであって、1つで励磁コイ
ルと検出コイルとを兼用する励磁兼検出コイル59を試
験体(平板状の被検査体)10に面して設置する。励磁
兼検出コイル59には、図示しない発振器とインピーダ
ンスを監視する計器とが接続されている。発振器は励磁
兼検出コイル59に交流電流を供給するためのものであ
る。FIG. 4A shows an absolute type and self-induction type eddy current flaw detection probe in which a single excitation / detection coil 59, which serves both as an excitation coil and a detection coil, is used as a test piece (plate-shaped test piece). (Inspection body) 10. The excitation and detection coil 59 is connected to an oscillator (not shown) and an instrument for monitoring impedance. The oscillator is for supplying an alternating current to the excitation and detection coil 59.
【0007】かかる構成により、試験体10の傷を検知
する際には、まず発振器により励磁兼検出コイル59に
交流電流を供給して励磁兼検出コイル59に矢印F1,
F2で示すように交流磁場を発生させて試験体10の表
面に渦電流を発生させる。励磁兼検出コイル59にはこ
の渦電流に応じたインピーダンスが生じる。試験体10
の表面に傷があると渦電流が変化し、この励磁兼検出コ
イル59のインピーダンスも変化するので、励磁兼検出
コイル59のインピーダンスを監視することで、試験体
10の傷を検出することができる。With this configuration, when detecting a flaw in the test body 10, first, an alternating current is supplied to the excitation / detection coil 59 by the oscillator, and an arrow F1,
An eddy current is generated on the surface of the specimen 10 by generating an alternating magnetic field as indicated by F2. An impedance corresponding to the eddy current is generated in the excitation / detection coil 59. Specimen 10
If the surface has a flaw, the eddy current changes, and the impedance of the exciting and detecting coil 59 also changes. Therefore, by monitoring the impedance of the exciting and detecting coil 59, the flaw of the test body 10 can be detected. .
【0008】図4(b)は、アブソリュート型且つ相互
誘導型の渦電流探傷プローブであって、検出コイル51
と励磁コイル52とを試験体10にいずれも面して且つ
互いに隣接するように設置する。検出コイル51には図
示しないインピーダンスを監視する計器が接続され、励
磁コイル52には図示しない発振器が接続されている。FIG. 4B shows an absolute type and mutual induction type eddy current flaw detection probe.
The excitation coil 52 and the excitation coil 52 are set so as to face the specimen 10 and be adjacent to each other. An instrument (not shown) for monitoring impedance is connected to the detection coil 51, and an oscillator (not shown) is connected to the excitation coil 52.
【0009】このような構成により、励磁コイル52に
矢印F3,F4で示すように交流磁場を発生させて試験
体10の表面に渦電流を発生させ、この渦電流に起因し
て検出コイル51に発生するインピーダンスを監視する
ことにより傷を検出する。図4(c)は、ディファレン
シャル型且つ自己誘導型の渦電流探傷プローブであっ
て、試験体10から同じ距離だけ離隔して設置される1
対の励磁兼検出コイル59a,59bを試験体10に面
して設置する。励磁兼検出コイル59a,59bには、
図示しない発振器がそれぞれ接続されて交流電流が供給
される。さらに、励磁兼検出コイル59a,59bに
は、励磁兼検出コイル59a,59bにそれぞれ発生す
るインピーダンスの差動成分を監視する図示しない計器
が接続されている。With such a configuration, an alternating magnetic field is generated in the exciting coil 52 as shown by arrows F3 and F4, thereby generating an eddy current on the surface of the test body 10. Flaws are detected by monitoring the generated impedance. FIG. 4C shows a differential and self-induction type eddy current testing probe, which is installed at the same distance from the test piece 10.
The pair of excitation and detection coils 59a and 59b are set facing the test piece 10. The excitation and detection coils 59a and 59b include:
Oscillators (not shown) are connected to each other to supply an alternating current. Further, an unillustrated instrument for monitoring a differential component of impedance generated in each of the excitation and detection coils 59a and 59b is connected to the excitation and detection coils 59a and 59b.
【0010】このような構成により、試験体10の傷を
検知する際には、まず、発振器により交流電流を供給し
て励磁兼検出コイル59aに矢印F5,F6で示すよう
に交流磁場を発生させ、励磁兼検出コイル59bに矢印
F7,F8で示すように交流磁場を発生させる。この
時、励磁兼検出コイル59a,59bには、それぞれ、
この交流磁場により発生した渦電流に応じたインピーダ
ンスが生じる。試験体10の表面に傷がなければ試験体
10の表面の状態は一様であって、試験体10の表面上
に発生する渦電流の分布も一様となり、従ってこの励磁
兼検出コイル59a,59bに生じるインピーダンスも
等しくなる。これに対して、試験体10の表面に傷があ
れば、この傷に応じて試験体10の表面上の渦電流の分
布も一様でなくなるため、励磁兼検出コイル59a,5
9bに生じるインピーダンスにも差が生じる。したがっ
て、励磁兼検出コイル59a,59bにそれぞれ発生す
るインピーダンスの差動成分を監視することによって傷
を検出できるのである。With such a configuration, when detecting a flaw in the test piece 10, first, an alternating current is supplied by an oscillator to generate an alternating magnetic field in the excitation and detection coil 59a as indicated by arrows F5 and F6. Then, an alternating magnetic field is generated in the excitation and detection coil 59b as shown by arrows F7 and F8. At this time, the excitation and detection coils 59a and 59b respectively include
An impedance corresponding to the eddy current generated by the AC magnetic field is generated. If the surface of the test piece 10 is not damaged, the state of the surface of the test piece 10 is uniform, and the distribution of the eddy current generated on the surface of the test piece 10 is also uniform. The impedance generated at 59b is also equal. On the other hand, if there is a scratch on the surface of the test body 10, the distribution of the eddy current on the surface of the test body 10 becomes non-uniform in accordance with the scratch, so that the excitation and detection coils 59a, 59
A difference also occurs in the impedance generated in 9b. Therefore, a flaw can be detected by monitoring the differential component of the impedance generated in each of the excitation and detection coils 59a and 59b.
【0011】図4(d)は、ディファレンシャル型且つ
相互誘導型の渦電流探傷プローブであって、励磁コイル
52を試験体10に面して設置し、この励磁コイル52
よりも試験体10側に1対の検出コイル51a,51b
を試験体10に面して設置する。励磁コイル52には図
示しない発振器が接続され、検出コイル51a,51b
には、検出コイル51a,51bにそれぞれ発生するイ
ンピーダンスの差動成分を監視する図示しない計器が接
続されている。ここで、検出コイル51a,51bは、
試験体10から同じ距離だけ離隔するように配置される
とともに、試験体10に向かって見た平面視において励
磁コイル52の中心線に対して線対称に配設され、試験
体10および励磁コイル52に対して互いに等しい位置
条件としている。これにより励磁コイル52により試験
体10に形成される渦電流に対して、検出コイル51
a,51bが、互いに同一の条件とされているのであ
る。FIG. 4D shows a differential type and mutual induction type eddy current flaw detection probe in which an exciting coil 52 is installed facing a test piece 10.
Pair of detection coils 51a and 51b
Is placed facing the specimen 10. An oscillator (not shown) is connected to the excitation coil 52, and the detection coils 51a, 51b
Is connected to an instrument (not shown) for monitoring a differential component of impedance generated in each of the detection coils 51a and 51b. Here, the detection coils 51a and 51b are
The test piece 10 and the excitation coil 52 are disposed so as to be separated from the test piece 10 by the same distance, and are disposed line-symmetrically with respect to the center line of the excitation coil 52 in plan view when viewed toward the test piece 10. With respect to each other. As a result, the eddy current formed in the specimen 10 by the excitation coil 52 is
a and 51b have the same condition.
【0012】このような構成により、励磁コイル52に
矢印F9,F10で示すように交流磁場を発生させて、
試験体10の表面に渦電流を発生させて、この渦電流に
応じて検出コイル51a,51bに発生するインピーダ
ンスの差を監視することにより傷を検出することができ
る。さて、効率良く探傷を行なうために、このような検
出コイルや励磁兼検出コイルを、例えば、試験体10の
幅方向に、複数、列状に並べて構成されるマルチコイル
型渦電流探傷プローブがある。図5は、複数(ここでは
5個)の励磁兼検出コイル59a〜59eを並べて構成
される自己誘導型且つアブソリュート型のマルチコイル
型渦電流探傷プローブ20aを示し、図6は、複数(こ
こでは5個)の励磁コイル52a〜52eと、複数の検
出コイル51a〜51j(ここでは10個)とを並べて
構成される相互誘導型且つディファレンシャル型のマル
チコイル型渦電流探傷プローブ20bを示す。With such a configuration, an alternating magnetic field is generated in the exciting coil 52 as indicated by arrows F9 and F10.
An eddy current is generated on the surface of the test body 10, and a flaw can be detected by monitoring a difference in impedance between the detection coils 51a and 51b according to the eddy current. In order to perform flaw detection efficiently, there is a multi-coil type eddy current flaw detection probe configured by arranging a plurality of such detection coils and excitation / detection coils in the width direction of the test body 10 in a row. . FIG. 5 shows a self-induction type and absolute type multi-coil type eddy current inspection probe 20a constituted by arranging a plurality of (here, five) excitation and detection coils 59a to 59e, and FIG. 5 shows a mutual induction type and differential type multi-coil type eddy current inspection probe 20b configured by arranging (five) excitation coils 52a to 52e and a plurality of detection coils 51a to 51j (here, ten).
【0013】このように各コイルを試験体10の幅に合
わせて列状に配置したマルチコイル型渦電流探傷プロー
ブ20a,20bによれば、幅広の平板被検査体(試験
体)10であっても、この試験体10上で、図5に矢印
A1,図6に矢印B1で示すように移動させることによ
り、一度に比較的広い範囲での探傷を行なうことができ
る。According to the multi-coil type eddy current inspection probes 20a and 20b in which each coil is arranged in a row in accordance with the width of the test piece 10, the wide flat test piece (test piece) 10 is provided. Also, by moving the test piece 10 as shown by the arrow A1 in FIG. 5 and the arrow B1 in FIG. 6, flaw detection can be performed in a relatively wide range at a time.
【0014】なお、上述の、検出コイル,励磁コイル,
励磁兼検出コイルには、例えば、ボビン型やパンケーキ
型のコイルが用いられることが多い。The above-described detection coil, excitation coil,
For example, a bobbin type or pancake type coil is often used as the excitation and detection coil.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図7は、図
5に示すマルチコイル型渦電流探傷プローブ20aの励
磁兼検出コイル59a,59bに着目してその検出感度
分布を説明するための図であり、(a)は励磁兼検出コ
イル59a,59bと傷11との位置関係を示す図であ
り、(b)は励磁兼検出コイル59a,59bにより検
出された検出信号の振幅(信号レベル)を示す図であ
る。図7(b)の横軸は、励磁兼検出コイル59aの軸
心線と励磁兼検出59bの軸心線との中間に位置する基
準線CL0からの距離Lを示し、縦軸は、横軸の示す位
置に傷があった場合に、励磁兼検出コイル59a,59
bにより検出される信号レベルを示す。各曲線Lx,L
yは、励磁兼検出コイル59a,59bの検出感度分布
を示す。FIG. 7 is a diagram for explaining the detection sensitivity distribution of the multi-coil type eddy current testing probe 20a shown in FIG. 5, focusing on the excitation and detection coils 59a and 59b. FIG. 7A is a diagram showing a positional relationship between the excitation and detection coils 59a and 59b and the flaw 11, and FIG. 8B is a diagram showing the amplitude (signal level) of the detection signal detected by the excitation and detection coils 59a and 59b. FIG. The horizontal axis in FIG. 7B indicates a distance L from a reference line CL0 located between the axis of the excitation and detection coil 59a and the axis of the excitation and detection 59b, and the vertical axis indicates the horizontal axis. When there is a scratch at the position indicated by, the excitation and detection coils 59a and 59
b indicates the signal level detected. Each curve Lx, L
y indicates the detection sensitivity distribution of the excitation and detection coils 59a and 59b.
【0016】励磁兼検出コイル59aは、傷11が励磁
兼検出コイル59aの直下にある時、つまり、傷11が
励磁兼検出コイル59aの軸心線CLx上にある時に、
信号レベルは最大になる。したがって、励磁兼検出コイ
ル59aの検出感度分布曲線Lxは、軸心線CLx上で
最大となり、同様に、励磁兼検出コイル59bの検出感
度分布曲線Lyは、励磁兼検出コイル59bの軸心線C
Ly上で最大となる。The exciting and detecting coil 59a is provided when the flaw 11 is directly below the exciting and detecting coil 59a, that is, when the flaw 11 is on the axis CLx of the exciting and detecting coil 59a.
The signal level is at its maximum. Therefore, the detection sensitivity distribution curve Lx of the excitation and detection coil 59a is maximum on the axis CLx, and similarly, the detection sensitivity distribution curve Ly of the excitation and detection coil 59b is the axis C of the excitation and detection coil 59b.
It becomes maximum on Ly.
【0017】当然ながら、励磁兼検出コイル59a,5
9b間には検出レベルの低い領域(低検出レベル領域)
が存在する。したがって、図5及び図6に示すような検
出コイル或いは励磁兼検出コイルを一列のみ配置した一
段型のマルチコイル型渦電流探傷プローブ20a,20
bでは、傷11が基準線CL0の近傍に位置するような
場合には、傷11を正確に検出できなくなってしまう虞
がある。Of course, the excitation and detection coils 59a, 59
Area with low detection level (low detection level area) between 9b
Exists. Accordingly, a single-stage multi-coil type eddy current flaw detection probe 20a, 20 having only one row of detection coils or excitation and detection coils as shown in FIGS.
In b, when the flaw 11 is located near the reference line CL0, the flaw 11 may not be detected accurately.
【0018】このような低検出レベル領域は、隣接する
励磁兼検出コイルや検出コイルの相互間を狭めるほど小
さくすることができる。そこで、このような低検出レベ
ル領域を小さくする(傷信号の検出レベル分布を平坦化
する)ため、図8に示すような二段型の自己誘導型のマ
ルチコイル型渦電流探傷プローブ20cが提案されてい
る。このマルチコイル型渦電流探傷プローブ20cは、
複数(ここでは9個)の励磁兼検出コイル59f〜59
nが探傷プローブ20cの移動方向に二列(二段)に並
べられて構成されており、前方の一段目の励磁兼検出コ
イル59f〜59iと、後方の二段目の励磁兼検出コイ
ル59j〜59nとを、幅方向(マルチコイル型渦電流
探傷プローブ20cの移動方向と直交する方向)にずら
して並べることにより、励磁兼検出コイル59f〜59
nの幅方向での各相互間を短くして傷信号の検出レベル
分布を平坦なものとしている。Such a low detection level region can be made smaller as the distance between adjacent excitation and detection coils or detection coils is reduced. Therefore, in order to reduce such a low detection level region (to flatten the detection level distribution of a flaw signal), a two-stage self-induction type multi-coil eddy current flaw detection probe 20c as shown in FIG. 8 is proposed. Have been. This multi-coil type eddy current testing probe 20c
A plurality (here, nine) of excitation / detection coils 59f to 59f
n are arranged in two rows (two stages) in the moving direction of the flaw detection probe 20c, and the first stage excitation and detection coils 59f to 59i in the front and the second stage excitation and detection coils 59j to 59j to the rear 59n are arranged in the width direction (the direction orthogonal to the moving direction of the multi-coil eddy current flaw detection probe 20c) so that the excitation and detection coils 59f to 59f are arranged.
The distance between each of the n in the width direction is shortened to make the detection level distribution of the flaw signal flat.
【0019】ところで、傷の形状を直観的に且つ正確に
評価するには、図9に示すような鳥瞰図を作成すること
が有効である。図9においては、X軸及びY軸は試験体
10の平面位置を示し、Z軸は、各XY座標において、
マルチコイル型渦電流探傷プローブにより検出された検
出値のレベルを示す。しかし、このような鳥瞰図をマル
チコイル型渦電流探傷プローブ20cの検出結果に基づ
いて作成することは非常に困難である。In order to intuitively and accurately evaluate the shape of a flaw, it is effective to create a bird's-eye view as shown in FIG. In FIG. 9, the X axis and the Y axis indicate the plane position of the test specimen 10, and the Z axis indicates
5 shows a level of a detection value detected by a multi-coil type eddy current inspection probe. However, it is very difficult to create such a bird's eye view based on the detection result of the multi-coil type eddy current inspection probe 20c.
【0020】つまり、二段型のマルチコイル型渦電流探
傷プローブ20cは、励磁兼検出コイル59f〜59n
を、マルチコイル型渦電流探傷プローブ20cの移動方
向に対して二段に並べて構成されているため、一段目の
励磁兼検出コイル59f〜59iと、二段目の励磁兼検
出コイル59j〜59nとは、同時刻において、移動方
向において異なる位置の検出を行なう(検出位置にずれ
がある)ことになる。図9に示すような鳥瞰図を作成す
るためには、試験体10の平面位置と、その平面位置で
の検出値との対応が重要となるため、検出位置のずれを
考慮して検出値を位置補正する必要があるが、探傷プロ
ーブ20cの移動速度にも変動が発生するため、かかる
検出位置のずれにも変動が生じ、検出値の正確な位置補
正ひいては正確な傷の検出を行なうことは非常に困難な
ものとなってしまうのである。That is, the two-stage multi-coil type eddy current flaw detection probe 20c has excitation and detection coils 59f to 59n.
Are arranged in two stages with respect to the moving direction of the multi-coil type eddy current testing probe 20c, so that the first stage excitation and detection coils 59f to 59i and the second stage excitation and detection coils 59j to 59n At the same time, different positions are detected in the moving direction (the detected positions are shifted). In order to create a bird's-eye view as shown in FIG. 9, the correspondence between the plane position of the test specimen 10 and the detected value at that plane position is important. It is necessary to correct, but since the movement speed of the flaw detection probe 20c also fluctuates, such a shift in the detection position also fluctuates, and it is very difficult to correct the position of the detection value accurately and to detect the flaw accurately. It becomes difficult.
【0021】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、傷を正確に検出できるようにした、渦電流探
傷プローブを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an eddy current inspection probe capable of detecting a flaw accurately.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の渦電
流探傷プローブ(請求項1)は、交流磁場を発生させて
試験体に渦電流を発生させる複数の励磁コイルと、上下
二層に重ねられて一列に並べられた複数の薄膜状の検出
コイルとをそなえ、該試験体上の傷を検出するように構
成されることを特徴としている。Therefore, an eddy current flaw detection probe according to the present invention (Claim 1) includes a plurality of excitation coils for generating an eddy current in a test body by generating an AC magnetic field, and two upper and lower excitation coils. It is characterized in that it comprises a plurality of thin-film detection coils which are superposed and arranged in a line, and are configured to detect a flaw on the specimen.
【0023】さらに、本渦電流探傷プローブにおいて、
上記の複数の薄膜状の検出コイルは、上層と下層とで略
半ピッチだけずれて配置されていることが望ましい(請
求項2)。さらに、本渦電流探傷プローブにおいて、上
記の上層と下層との上下相互間に、薄膜状の絶縁層が介
装されていることが望ましい(請求項3)。Further, in the present eddy current flaw detection probe,
It is desirable that the plurality of thin-film detection coils be arranged so as to be shifted by about a half pitch between the upper layer and the lower layer (claim 2). Further, in the present eddy current inspection probe, it is desirable that a thin insulating layer is interposed between the upper layer and the lower layer between the upper and lower layers.
【0024】また、本渦電流探傷プローブにおいて、該
絶縁層に、上記の下層の各検出コイルの信号線を引き出
すための導通穴が設けられていることが望ましい(請求
項4)。さらに、本渦電流探傷プローブにおいて、上記
の各励磁コイルが、いずれも該試験体の表面に対して略
垂直に起立するように配置された軸方向長の短い円形コ
イルで構成され、上記の複数の励磁コイルが、上記の複
数の薄膜状の検出コイルの上方に、列状に並べられてい
ることが望ましい(請求項5)。In the eddy current inspection probe of the present invention, it is preferable that the insulating layer is provided with a conduction hole for leading out a signal line of each detection coil in the lower layer (claim 4). Further, in the eddy current inspection probe of the present invention, each of the excitation coils is constituted by a circular coil having a short axial length arranged so as to stand substantially perpendicularly to the surface of the test piece. Are preferably arranged in a row above the plurality of thin film-shaped detection coils (claim 5).
【0025】さらに、本渦電流探傷プローブにおいて、
上記の各励磁コイルが、上記の複数の励磁コイルの列方
向に対して、斜めに傾けて配置されていることが望まし
い(請求項6)。さらに、本渦電流探傷プローブにおい
て、上記の複数の励磁コイルのうち互いに隣接している
励磁コイルには同時に電圧が印加されないようにするこ
とが望ましい(請求項7)。Further, in the present eddy current probe,
It is preferable that each of the exciting coils is arranged obliquely with respect to the row direction of the plurality of exciting coils. Further, in the present eddy current flaw detection probe, it is preferable that a voltage is not simultaneously applied to the adjacent excitation coils among the plurality of excitation coils (claim 7).
【0026】また、上記の各励磁コイルへの電圧の印加
は、パルス状に行なうことが望ましい(請求項8)。さ
らに、本渦電流探傷プローブにおいて、該渦電流探傷プ
ローブが、該試験体上を、上記の複数の薄膜状の検出コ
イルの列方向に対して垂直方向に向けて該試験体の表面
に沿って移動して、該試験体の表面の傷を検出するよう
にすることが望ましい(請求項9)。It is desirable that the voltage is applied to each of the exciting coils in a pulsed manner. Further, in the present eddy current flaw detection probe, the eddy current flaw detection probe extends along the surface of the test piece in a direction perpendicular to the row direction of the plurality of thin film detection coils on the test piece. It is desirable that the test piece be moved to detect a flaw on the surface of the specimen (claim 9).
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。図1〜図3は本発明の一実施
形態としての渦電流探傷プローブについて示すもので、
図1(a)〜(c)はその構成を示す模式図であり、図
2はその検出感度分布を示す図であり、図3(a),
(b)は励磁コイルの型式の一例を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show an eddy current inspection probe as one embodiment of the present invention.
FIGS. 1A to 1C are schematic diagrams showing the configuration, and FIG. 2 is a diagram showing the detection sensitivity distribution.
(B) is a figure which shows an example of the model of an exciting coil.
【0028】本実施形態の渦電流探傷プローブは、マル
チコイル型渦電流探傷プローブであり、図1(a)〜
(c)に示すように、上下二層に重ねられて一列に並べ
られた複数(ここでは8個)の薄膜状の検出コイル21
a〜21hと、検出コイル21a〜21hの上方に列状
に並べて配設される複数(ここでは8個)の励磁コイル
22a〜22hとをそなえて構成されており、渦電流探
傷プローブを図1(a)中に矢印A4で示す方向に移動
させることにより試験体10の探傷(傷の検出)を行な
うようになっている。The eddy current flaw detection probe of this embodiment is a multi-coil type eddy current flaw detection probe, and is shown in FIGS.
As shown in (c), a plurality (eight in this case) of thin-film detection coils 21 which are stacked in two layers vertically and arranged in a line
1 to 21h, and a plurality (eight in this case) of excitation coils 22a to 22h arranged in a row above the detection coils 21a to 21h. By moving the test piece 10 in the direction indicated by the arrow A4 in (a), flaw detection (detection of a flaw) of the test piece 10 is performed.
【0029】なお、各検出コイル21a〜21h及び各
励磁コイル22a〜22hを特に区別して説明する必要
のない場合には、以降、単に検出コイル21,励磁コイ
ル22という。励磁コイル22についてさらに詳しく説
明する。各励磁コイル22a〜22hは、軸方向長の短
い円形コイル〔図3(a)参照〕により構成され、図1
(b)に示すように、その円が試験体10上に略垂直に
起立するように設置される。また、各励磁コイル22a
〜22hは、図1(a)に示すように、いずれも試験体
10と垂直な軸心線回りに等角度だけ回転した状態にな
っており、励磁コイル22a〜22hの列方向に対し
て、その円形面が斜めに傾くように配設されている。こ
のように各励磁コイル22a〜22hを、その円が試験
体10上に略垂直に起立するように且つ斜めに傾くよう
に配設すると、空間的に密なプローブ構成を実現でき、
効率良い励磁を行なうことができ、また、各励磁コイル
22a〜22hを、その円形面が列方向に対して垂直と
なるように配設した場合に比べ、渦電流探傷プローブ移
動方向での寸法を短くして小サイズ化を図ることもでき
る。The detection coils 21a to 21h and the excitation coils 22a to 22h do not need to be particularly distinguished from each other, and are hereinafter simply referred to as the detection coil 21 and the excitation coil 22. The excitation coil 22 will be described in more detail. Each of the exciting coils 22a to 22h is constituted by a circular coil having a short axial length (see FIG. 3A).
As shown in (b), the circle is set up on the specimen 10 so as to stand substantially vertically. In addition, each excitation coil 22a
As shown in FIG. 1 (a), each of the excitation coils 22a to 22h is rotated by an equal angle around an axis perpendicular to the test piece 10. The circular surface is arranged so as to be inclined. By arranging the excitation coils 22a to 22h such that their circles stand substantially vertically and obliquely on the test body 10, a spatially dense probe configuration can be realized,
Efficient excitation can be performed, and the size in the moving direction of the eddy current flaw detection probe is smaller than when the exciting coils 22a to 22h are arranged so that their circular surfaces are perpendicular to the row direction. It can be shortened to reduce the size.
【0030】また、各励磁コイル22a〜22hには、
図示しない発振器が接続されており、この発振器から各
励磁コイル22a〜22hに電圧が印加されると、各励
磁コイル22a〜22hは、試験体10に渦電流を発生
させるようになっている。そして、隣接した各励磁コイ
ル22,22により同時に渦電流12を発生させると、
これらの渦電流12,12が互いに影響を与えてしまう
ため、隣接した各励磁コイル22,22が同時に渦電流
12を発生しないようにする必要がある。ここでは、各
励磁コイル22a〜22hにはパルス状に電圧を印加す
るようにして、隣接している励磁コイル22には同時に
電圧を印加しないように設定している。Each of the exciting coils 22a to 22h has
An oscillator (not shown) is connected, and when a voltage is applied to each of the exciting coils 22a to 22h from the oscillator, the exciting coils 22a to 22h generate an eddy current in the test body 10. When the eddy currents 12 are simultaneously generated by the adjacent excitation coils 22, 22,
Since these eddy currents 12 affect each other, it is necessary to prevent the adjacent exciting coils 22 from generating the eddy current 12 at the same time. Here, it is set so that a voltage is applied to each of the excitation coils 22a to 22h in a pulsed manner, and a voltage is not applied to the adjacent excitation coils 22 at the same time.
【0031】次に、検出コイル21について説明する。
励磁コイル22に電圧を印可すると、励磁コイル22の
作用により試験体10上に渦電流が発生する。そして、
試験体10上に傷があると、この傷の影響を受けて渦電
流の状態が変化し、これにより、検出コイル21には電
圧が誘起される。検出コイル21は、信号線24a〔図
1(c)に、検出コイル21hの片側分のみ示す〕を介
して検出装置(図示略)が接続されており、検出コイル
21に発生する電圧を、傷の形状を示す信号として検出
することができるようになっている。Next, the detection coil 21 will be described.
When a voltage is applied to the exciting coil 22, an eddy current is generated on the specimen 10 by the action of the exciting coil 22. And
If there is a flaw on the test body 10, the state of the eddy current changes under the influence of the flaw, whereby a voltage is induced in the detection coil 21. The detection coil 21 is connected to a detection device (not shown) via a signal line 24a (only one side of the detection coil 21h is shown in FIG. 1C). Can be detected as a signal indicating the shape of.
【0032】また、検出コイル21a〜21hは、上述
したように上下2層に重ねられている。そして、図1
(b),(c)に示すように、上層検出コイル21a〜
21dと、下層検出コイル21e〜21hとは、互いに
近接しているので、これらの上層検出コイル21a〜2
1dと下層検出コイル21e〜21hとが互いに影響を
及ぼし合わないように、上層検出コイル21a〜21d
と下層検出コイル21e〜21hとの間には、絶縁フィ
ルム(薄膜状の絶縁層)23が設けられており、各検出
コイル21a〜21hは、絶縁フィルム23上に被覆さ
れた螺旋状の薄膜の金属により構成されている。なお、
検出コイル21a〜21h及び絶縁フィルム23は極め
て薄いものなので、実際の厚みのまま図示することは困
難であるため、図1(b)では上下方向(厚み方向)に
拡大し、図1(c)では上下方向にさらに大きく拡大し
て示している。The detection coils 21a to 21h are stacked in two layers, as described above. And FIG.
As shown in (b) and (c), the upper layer detection coils 21a to 21c
21d and the lower-layer detection coils 21e to 21h are close to each other.
1d and the lower detection coils 21e to 21h so that they do not affect each other.
An insulating film (thin film-like insulating layer) 23 is provided between the lower detecting coil 21e to 21h and the lower detecting coil 21e to 21h, and each detecting coil 21a to 21h is formed of a spiral thin film covered on the insulating film 23. It is made of metal. In addition,
Since the detection coils 21a to 21h and the insulating film 23 are extremely thin, it is difficult to show them with their actual thicknesses. Therefore, in FIG. 1B, the detection coils 21a to 21h are enlarged in the vertical direction (thickness direction). In the figure, the size is further enlarged in the vertical direction.
【0033】検出コイル21に発生する信号は、検出コ
イル21と傷との距離(リフトオフ)に応じて変化して
しまうが、上述のように、上層検出コイル21a〜21
d,下層検出コイル21e〜21h及び絶縁フィルム2
3をいずれも薄膜状に形成して重ね合わせているので、
上層検出コイル21a〜21dと、下層検出コイル21
e〜21hとの間にリフトオフ差が殆ど生じないように
なっている。The signal generated in the detection coil 21 changes in accordance with the distance (lift-off) between the detection coil 21 and the flaw, but as described above, the upper detection coils 21a to 21a
d, lower detection coils 21e to 21h and insulating film 2
Since all 3 are formed in a thin film and overlapped,
Upper detection coil 21a to 21d, lower detection coil 21
The lift-off difference is hardly generated between e and 21h.
【0034】また、図1(c)に示すように、絶縁フィ
ルム23及び上層検出コイル21a〜21dには、下層
検出コイル21e〜21hから検出信号を取り出すため
の複数の導通穴24が設けられている〔図1(b)では
図示略〕。上述したように検出コイル21は螺旋状の薄
膜の金属により構成されており、各導通穴24は、上層
検出コイル21a〜21dを形成する螺旋状の金属間の
隙間に配置され、又、各導通穴24は、絶縁フィルム2
3に穴をあけ、内部に導通金属を付着することにより形
成される。As shown in FIG. 1C, the insulating film 23 and the upper detection coils 21a to 21d are provided with a plurality of conduction holes 24 for extracting detection signals from the lower detection coils 21e to 21h. (Not shown in FIG. 1B). As described above, the detection coil 21 is made of a spiral thin-film metal, and the conduction holes 24 are arranged in the gaps between the spiral metals forming the upper detection coils 21a to 21d. The hole 24 is made of the insulating film 2
3 is formed by making a hole and attaching a conductive metal inside.
【0035】なお、導通穴24のうち上層検出コイル2
1a〜21d側に延設される部分は、予め、絶縁フィル
ム23の上面の導通穴形成箇所に、上層検出コイル21
a〜21dの高さに応じたパッド(図示略)を設けてお
いて、絶縁フィルム23の穴あけ及び穴内への金属付着
時に同時に加工される。このような導通穴24の上端
は、上層検出コイル21a〜21dの上面に達するの
で、各下層検出コイル21e〜21hの信号線24a
(検出コイル21hの片側分のみ示す)の一端を、これ
らの複数の導通穴24の上部に容易に接続することがで
きる。また、信号線24aの他端は図示しない検出回路
等に接続される。なお、導通穴24の内周面への金属付
着は、真空蒸着或いはメッキを施すことにより行なわれ
る。The upper detection coil 2 in the conduction hole 24
The portion extending to the side of 1a to 21d is previously formed at the conductive hole forming portion on the upper surface of the insulating film 23 in advance.
Pads (not shown) corresponding to the heights of a to 21d are provided, and are processed at the same time when the insulating film 23 is drilled and metal is adhered to the holes. Since the upper end of the conduction hole 24 reaches the upper surface of the upper detection coils 21a to 21d, the signal line 24a of each of the lower detection coils 21e to 21h.
One end of the detection coil 21h (only one side is shown) can be easily connected to the upper portions of the plurality of conduction holes 24. The other end of the signal line 24a is connected to a detection circuit (not shown) or the like. The metal is adhered to the inner peripheral surface of the conduction hole 24 by vacuum evaporation or plating.
【0036】一般に、各下層検出コイル21e〜21h
の信号線24aを下方に引き出すようにすると、下層検
出コイル21e〜21hの下方に、この信号線分のスペ
ースが必要となるが、信号線を導通穴24から上方に引
き出すようにすることで、このスペースが不要となっ
て、この分、検出コイル21a〜21hを、試験体10
に近接させることができるようになっているのである。
また、導通性のある信号線24aを、試験体10と下層
検出コイル21e〜21hとの間に設けないので、検出
コイル21による検出精度を低下させないようにもなっ
ている。Generally, each of the lower detection coils 21e to 21h
When the signal line 24a is pulled out downward, a space for this signal line is required below the lower detection coils 21e to 21h, but by drawing the signal line upward from the conduction hole 24, This space becomes unnecessary, and the detection coils 21a to 21h are accordingly
It can be made to approach.
In addition, since the conductive signal line 24a is not provided between the test body 10 and the lower detection coils 21e to 21h, the detection accuracy of the detection coil 21 is not reduced.
【0037】なお、導通穴24に導通性の金属を充填す
ることができれば、導通穴24内に金属を充填して、こ
の金属と信号線24aとを接続することにより、下層検
出コイル21e〜21hが上層側で信号線24aと接続
しうるように構成して、より導通性を高めてもよい。ま
た、上層検出コイル21a〜21dと、下層検出コイル
21e〜21hとは、半ピッチずらして配列されてい
る。図2は、図1(a)〜図1(c)に示す検出コイル
21a,21e,21fに着目して、その検出感度分布
を示す図であり、横軸は、検出コイル21aの軸心線C
Laからの距離Lを示し、縦軸は、横軸の示す位置に傷
があった場合に、検出コイル21a,21e,21fに
より検出される信号振幅(信号レベル)LVを示す。各
曲線La,Le,Lfは、検出コイル21a,21e,
21fの検出感度分布を示す。検出コイル21eは、傷
が検出コイル21eの直下にあるとき、つまり、検出コ
イル21eの軸心線CLe上に傷がある時、信号レベル
は最大になり、したがって、検出コイル21eの検出感
度分布曲線Leは、軸心線CLe上で最大となる。同様
に、検出コイル21aの検出感度分布曲線Laは、検出
コイル21aの軸心線CLa上で最大となり、検出コイ
ル21fの検出感度分布曲線Lfは、検出コイル21f
の軸心線CLf上で最大となる。If the conductive hole 24 can be filled with a conductive metal, the conductive hole 24 is filled with a metal, and this metal is connected to the signal line 24a. May be configured such that it can be connected to the signal line 24a on the upper layer side to further enhance the conductivity. Further, the upper-layer detection coils 21a to 21d and the lower-layer detection coils 21e to 21h are arranged so as to be shifted by a half pitch. FIG. 2 is a diagram showing the detection sensitivity distribution of the detection coils 21a, 21e and 21f shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c). The horizontal axis indicates the axis of the detection coil 21a. C
The vertical axis indicates the signal amplitude (signal level) LV detected by the detection coils 21a, 21e, and 21f when there is a flaw at the position indicated by the horizontal axis. Each of the curves La, Le, Lf corresponds to the detection coils 21a, 21e,
21 shows a detection sensitivity distribution of 21f. The signal level of the detection coil 21e is maximized when the flaw is directly below the detection coil 21e, that is, when there is a flaw on the axis CLe of the detection coil 21e. Le becomes maximum on the axis CLe. Similarly, the detection sensitivity distribution curve La of the detection coil 21a is maximum on the axis CLa of the detection coil 21a, and the detection sensitivity distribution curve Lf of the detection coil 21f is
On the axis CLf.
【0038】検出コイル21e,21fの上に検出コイ
ル21aを半ピッチずらして重ねることにより、下層の
検出コイル21eの検出感度分布曲線Leと検出コイル
21fの検出感度分布曲線Lfとの間の谷間を、上層の
検出コイル21aが、検出感度分布曲線Laで示すよう
にカバーして、渦電流探傷プローブとしての低検出レベ
ル領域を縮小化している。つまり、下層検出コイル21
e,21f間に生じる低検出レベル領域を、上層の検出
コイル21aの高検出レベル領域により検出して、検出
感度分布を平坦化しているのである。By superposing the detection coil 21a on the detection coils 21e and 21f with a half pitch shift, the valley between the detection sensitivity distribution curve Le of the lower detection coil 21e and the detection sensitivity distribution curve Lf of the detection coil 21f is reduced. The detection coil 21a in the upper layer covers the area as shown by the detection sensitivity distribution curve La to reduce the low detection level region as the eddy current inspection probe. That is, the lower detection coil 21
The low detection level region generated between e and 21f is detected by the high detection level region of the upper detection coil 21a, and the detection sensitivity distribution is flattened.
【0039】なお、このように、検出コイルを上下2層
に配置する場合、上層と下層とで半ピッチずらすことが
検出信号レベルを万遍なく高めるのに有利であるが、半
ピッチに近い程度ずらせば、ある程度の効果はある。本
発明の一実施形態としての渦電流探傷プローブは、上述
のように構成されているので、図1(a)に示すよう
に、渦電流探傷プローブを、試験体10上において、図
中にA4で示す方向に移動させることにより、試験体1
0表面の探傷を行なう。各励磁コイル22a〜22hに
は、図示しない発振器からパルス状に電圧が印加され、
電圧の印加に応じて、試験体10に渦電流が発生する。
試験体10上に傷があると、この傷の影響を受けて渦電
流の状態が変化して各検出コイル21a〜21hには電
圧が誘起されるので、この電圧を、各検出コイル21a
〜21hに接続された図示しない検出装置により監視す
ることで、傷を検出できる。When the detection coils are arranged in the upper and lower layers as described above, it is advantageous to shift the upper and lower layers by a half pitch to uniformly increase the detection signal level. If you shift it, there is some effect. The eddy current flaw detection probe according to one embodiment of the present invention is configured as described above. Therefore, as shown in FIG. By moving in the direction indicated by
Perform surface flaw detection. A voltage is applied to each of the excitation coils 22a to 22h in a pulse form from an oscillator (not shown).
An eddy current is generated in the test body 10 according to the application of the voltage.
If there is a flaw on the test body 10, the state of the eddy current changes under the influence of the flaw and a voltage is induced in each of the detection coils 21a to 21h.
By monitoring with a detection device (not shown) connected to 〜21h, a flaw can be detected.
【0040】そして、本渦電流探傷プローブによれば、
検出コイル21a〜21hは上下2層に重ねられ、上層
検出コイル21a〜21dと下層検出コイル21e〜2
1hとは半ピッチずらして配列されているので、下層検
出コイル21e〜21hの各相互間に生じる低検出レベ
ル領域を、上層検出コイル21a〜21dの高検出レベ
ル領域により検出することができ、このような検出感度
分布の平坦化により傷を正確に検出することができると
いう利点がある。According to the present eddy current probe,
The detection coils 21a to 21h are superimposed on the upper and lower layers, and the upper detection coil 21a to 21d and the lower detection coil 21e to 21e
1h, the low detection level area generated between the lower detection coils 21e to 21h can be detected by the high detection level area of the upper detection coils 21a to 21d. Such flattening of the detection sensitivity distribution has an advantage that a flaw can be accurately detected.
【0041】また、上層検出コイル21a〜21dと、
下層検出コイル21e〜21hとは、プローブの移動方
向にずれることなく上下に重合して一列に配置されるの
で、渦電流探傷プローブの移動方向に関して同一位置の
データ(検出値)を上層と下層とで同時に得ることがで
きるので、上層検出コイル21a〜21dのデータと下
層検出コイル21e〜21hのデータとの間で、位置補
正が不要となって、図9に示すような傷形状を表す鳥瞰
図の作成を容易に行なうことができるという利点があ
る。Also, upper layer detection coils 21a to 21d,
The lower-layer detection coils 21e to 21h are arranged in a line in an overlapping manner without being displaced in the direction of movement of the probe, so that data (detection values) at the same position with respect to the direction of movement of the eddy current flaw detection probe are stored in the upper and lower layers. 9, the position correction is not required between the data of the upper detection coils 21a to 21d and the data of the lower detection coils 21e to 21h, and a bird's-eye view showing a flaw shape as shown in FIG. There is an advantage that creation can be performed easily.
【0042】また、上層検出コイル21a〜21d,下
層検出コイル21e〜21h及び絶縁フィルム23をい
ずれも薄膜状に形成して重ね合わせているので、上層検
出コイル21a〜21dと、下層検出コイル21e〜2
1hとの間でリフトオフ差が殆ど生じることがなく、こ
のような観点からも、上層検出コイル21a〜21dの
データと下層検出コイル21e〜21hのデータとの間
で位置補正が不要であるという利点がある。Further, since the upper detection coils 21a to 21d, the lower detection coils 21e to 21h, and the insulating film 23 are all formed in a thin film and are superposed, the upper detection coils 21a to 21d and the lower detection coils 21e to 21d are superposed. 2
1h, there is almost no lift-off difference, and from such a viewpoint, there is an advantage that the position correction is unnecessary between the data of the upper detection coils 21a to 21d and the data of the lower detection coils 21e to 21h. There is.
【0043】さらに、信号線を導通穴24から上方に引
き出すようにすることで、下層検出コイル21e〜21
hの下方に信号線24aのスペースを取られることがな
いので、この分、検出コイル21a〜21hを、試験体
10(傷)に近接させることができる。検出コイル21
a〜21hと傷との距離が大きいほど、検出コイル21
a〜21hで検出される検出信号(傷信号)は減衰して
しまうが、このように検出コイル21a〜21hを、試
験体10(傷)に近接させることができるので、かかる
検出信号の減衰を抑制することができるという利点があ
る。また、導通性のある信号線24aが、試験体10と
下層検出コイル21e〜21hとの間に位置しないよう
になるので、検出コイル21による検出精度を低下させ
ないという利点もある。Further, by drawing the signal line upward from the conduction hole 24, the lower layer detection coils 21e to 21e
Since there is no space for the signal line 24a below h, the detection coils 21a to 21h can be brought closer to the test object 10 (scratch) by that much. Detection coil 21
a to 21h and the wound, the longer the detection coil 21
Although the detection signals (scratch signals) detected by a to 21h are attenuated, the detection coils 21a to 21h can be brought close to the test piece 10 (scratch) as described above. There is an advantage that it can be suppressed. In addition, since the conductive signal line 24a is not located between the test body 10 and the lower detection coils 21e to 21h, there is an advantage that the detection accuracy of the detection coil 21 is not reduced.
【0044】また、各励磁コイル22a〜22hには、
パルス状に電圧を印加して、隣接している励磁コイル2
2に同時に電圧を印加させないようにしている。したが
って、渦電流が近接して発生して、互いに影響を及ぼし
あうようなことを防止することができ、ひいては、渦電
流の変化に応じて検出コイル21により検出される傷信
号が、不要な外乱を受けないようにすることができ、検
出精度を確保することができるという利点がある。Each of the excitation coils 22a to 22h has
A voltage is applied in a pulse form, and the adjacent exciting coil 2 is applied.
2 are not simultaneously applied. Therefore, it is possible to prevent the eddy currents from being generated close to each other and affecting each other. As a result, the flaw signal detected by the detection coil 21 in response to the change in the eddy currents may cause unnecessary disturbance. This is advantageous in that detection accuracy can be ensured.
【0045】また、各励磁コイル22a〜22hをその
円が試験体10上に略垂直に起立するように且つ列方向
に対して斜めに傾くように配設することにより、空間的
に密なプローブ構成を実現できるので、効率良い励磁を
行なうことができるという利点がある。また、このよう
に各励磁コイル22a〜22hを配置することで渦電流
探傷プローブを小サイズ化できるので、操作性を向上さ
せることができるという利点もある。By arranging the exciting coils 22a to 22h such that their circles stand substantially perpendicularly on the test piece 10 and are inclined obliquely to the column direction, a spatially dense probe is provided. Since the configuration can be realized, there is an advantage that efficient excitation can be performed. In addition, by arranging the excitation coils 22a to 22h in this manner, the size of the eddy current inspection probe can be reduced, so that there is an advantage that operability can be improved.
【0046】なお、上述の実施形態では、検出コイル2
1を二層に重ねているが、検出コイル21の層数はこれ
に限定されず、例えば、三層に重ねても良い。この場
合、検出コイル21を、各層で三分の一ピッチずらして
並べることが最も効果的であるが、三分の一ピッチ近く
ずらすようにしてもある程度の効果はある。また、上述
の実施形態では、励磁コイル22を円形コイルで構成し
ているが、例えば、図3(b)に示すような矩形コイ
ル、又は楕円形のコイルにより構成してもよい。In the above embodiment, the detection coil 2
Although 1 is overlapped in two layers, the number of layers of the detection coil 21 is not limited to this, and may be, for example, three layers. In this case, it is most effective to displace the detection coils 21 by one-third pitch in each layer, but there is a certain effect even if the detection coils 21 are displaced by nearly one-third pitch. Further, in the above-described embodiment, the excitation coil 22 is configured by a circular coil, but may be configured by, for example, a rectangular coil or an elliptical coil as illustrated in FIG.
【0047】なお、本発明の渦電流探傷プローブは、上
述の実施形態のものに限定されない。例えば、上述の実
施形態では、平板状の試験体10の探傷を行なうように
しているが、パイプのような円筒形状の試験体の探傷を
行なうこともできる。この場合、例えば、渦電流探傷プ
ローブ下で、円筒形状の試験体をその軸心線を中心に回
動させることにより、試験体の周面の探傷を行なうよう
にすればよい。The eddy current inspection probe of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the flaw detection of the test piece 10 having a flat plate shape is performed, but the flaw detection of a test piece having a cylindrical shape such as a pipe may be performed. In this case, for example, the peripheral surface of the test body may be flaw-detected by rotating the cylindrical test body about its axis under the eddy current detection probe.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の渦電流探
傷プローブ(請求項1)によれば、上下二層に重ねられ
て一列に並べられた複数の薄膜状の検出コイルとをそな
えているので、上層の検出コイルの検出値と、下層の検
出コイルの検出値との間で、上下方向及び渦電流探傷プ
ローブの移動方向(列と垂直方向)に関して位置補正は
不要となって、試験体上の傷を正確に検出できるという
利点がある。As described in detail above, according to the eddy current flaw detection probe of the present invention (claim 1), there are provided a plurality of thin-film detection coils which are arranged in two rows in an upper and lower two layers. Therefore, between the detection value of the detection coil of the upper layer and the detection value of the detection coil of the lower layer, the position correction is not required in the vertical direction and the moving direction of the eddy current flaw detection probe (row and vertical direction), There is an advantage that a flaw on the specimen can be detected accurately.
【0049】また、複数の薄膜状の検出コイルを、上層
と下層とで略半ピッチだけずらして配置すれば、複数の
検出コイルの各相互間を狭くして、渦電流探傷プローブ
全体としての検出感度分布を平坦化することができ、こ
れにより、試験体上の傷を一層正確に検出できるという
利点がある(請求項2)。さらに、上層と下層との上下
相互間に薄膜状の絶縁層が介装すれば、上層の検出コイ
ルと下層の検出コイルとが影響を及ぼしあうようなこと
が防止されて、試験体上の傷を一層正確に検出できると
いう利点がある(請求項3)。Further, if a plurality of thin-film detection coils are arranged so as to be displaced from each other by approximately a half pitch between the upper layer and the lower layer, the distance between the plurality of detection coils is narrowed, and the detection of the entire eddy current inspection probe is performed. There is an advantage that the sensitivity distribution can be flattened, whereby a flaw on the test body can be detected more accurately (claim 2). Furthermore, if a thin insulating layer is interposed between the upper and lower layers, it is possible to prevent the upper and lower detection coils from affecting each other, and to prevent damage to the test piece. Can be detected more accurately (claim 3).
【0050】また、絶縁層に、下層の各検出コイルの信
号線を引き出すための導通穴を設ければ、検出コイルの
下方において信号線に取られるスペースが不要となっ
て、この分、渦電流探傷プローブを試験体に近接させる
ことができるので、傷信号の減衰が抑制され、これによ
り、試験体上の傷を一層正確に検出できるという利点が
ある。また、導通性のある信号線を、試験体と下層の検
出コイルとの間に設けないので、検出コイルによる検出
精度を低下させないという利点もある(請求項4)。Further, if the insulating layer is provided with a conduction hole for leading out the signal line of each detection coil in the lower layer, no space is required for the signal line below the detection coil, and the eddy current is reduced accordingly. Since the flaw detection probe can be brought close to the specimen, there is an advantage that the attenuation of the flaw signal is suppressed, and thereby the flaw on the specimen can be detected more accurately. Further, since a conductive signal line is not provided between the test body and the lower detection coil, there is an advantage that the detection accuracy of the detection coil is not reduced (claim 4).
【0051】また、各励磁コイルを、いずれも試験体の
表面に対して略垂直に起立するように配置された軸方向
長の短い円形コイルで構成すれば、複数の励磁コイル
が、複数の薄膜状の検出コイルの上方に空間的に密に並
べられるようになるので、ひいては空間的に密なプロー
ブ構成を実現して効率良い励磁を行なうことができると
いう利点がある。また、渦電流探傷プローブを小サイズ
化して、操作性を向上させることができるという利点が
ある(請求項5)。Further, if each of the exciting coils is constituted by a circular coil having a short axial length and arranged so as to stand substantially perpendicularly to the surface of the test piece, the plurality of exciting coils become a plurality of thin films. Since the probes are spatially densely arranged above the detection coils in a rectangular shape, there is an advantage that the probe can be spatially densely formed and efficient excitation can be performed. Further, there is an advantage that the eddy current flaw detection probe can be reduced in size and operability can be improved (claim 5).
【0052】さらに、各励磁コイルを、複数の励磁コイ
ルの列方向に対して、斜めに傾けて配置すれば、さらに
渦電流探傷プローブを小サイズ化して、操作性を一層向
上させることができるという利点がある(請求項6)。
加えて、複数の励磁コイルのうち互いに隣接している励
磁コイルに、例えば各励磁コイルにパルス状に電圧を印
加することにより、これらの隣接している励磁コイルに
同時に電圧を印加しないようにすれば、同時に近接して
渦電流が発生してこれらの渦電流が互いに影響を及ぼし
合うことを防止することができるので、これにより、試
験体上の傷を一層正確に検出できるという利点がある
(請求項7,8)。Furthermore, if each excitation coil is arranged obliquely with respect to the row direction of the plurality of excitation coils, the size of the eddy current inspection probe can be further reduced, and the operability can be further improved. There are advantages (claim 6).
In addition, by applying a pulse-like voltage to the mutually adjacent excitation coils of the plurality of excitation coils, for example, by applying a pulsed voltage to each of the excitation coils, it is possible to prevent the voltages from being simultaneously applied to these adjacent excitation coils. This has the advantage that it is possible to prevent eddy currents from being generated in close proximity at the same time and these eddy currents affecting each other, so that flaws on the specimen can be detected more accurately ( Claims 7 and 8).
【0053】そして、渦電流探傷プローブを、複数の薄
膜状の検出コイルの列方向に対して垂直方向に向けて試
験体の表面に沿って移動させれば、広い範囲での探傷を
容易に行なうことができるという利点がある(請求項
9)。Then, if the eddy current flaw detection probe is moved along the surface of the test piece in a direction perpendicular to the row direction of the plurality of thin film detection coils, flaw detection in a wide range is easily performed. (Claim 9).
【図1】本発明の一実施形態としての渦電流探傷プロー
ブの構成を示す図であり、(a)は、その模式的な平面
図、(b)はその模式的な正面図であって検出コイル及
び絶縁フィルムを上下方向に拡大して示す図、(c)は
その正面視に応じた模式的な検出コイル及び絶縁フィル
ムの要部断面図であり、上下方向に大幅に拡大して示す
図である。FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a configuration of an eddy current flaw detection probe as one embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a schematic plan view, and FIG. FIG. 3C is an enlarged view of the coil and the insulating film in the vertical direction, and FIG. 3C is a schematic cross-sectional view of a main part of the detection coil and the insulating film according to a front view thereof, which is greatly enlarged in the vertical direction. It is.
【図2】本発明の一実施形態としての渦電流探傷プロー
ブの検出感度分布を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a detection sensitivity distribution of an eddy current flaw detection probe as one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態にかかる励磁コイルの構成
例を示す図であり、(a)は円形型励磁コイル、(b)
は矩形型励磁コイルを示す図である。3A and 3B are diagrams illustrating a configuration example of an excitation coil according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a circular excitation coil, and FIG.
FIG. 3 is a view showing a rectangular excitation coil.
【図4】従来の渦電流探傷プローブの構成を示す図であ
り、(a)はアブソリュート型且つ自己誘導型の渦電流
探傷プローブを示す模式図、(b)はアブソリュート型
且つ相互誘導型の渦電流探傷プローブを示す模式図、
(c)はディファレンシャル型且つ自己誘導型の渦電流
探傷プローブを示す模式図、(d)はディファレンシャ
ル型且つ相互誘導型の渦電流探傷プローブを示す模式図
である。4A and 4B are diagrams showing a configuration of a conventional eddy current flaw detection probe, wherein FIG. 4A is a schematic view showing an absolute type and self-induction type eddy current flaw detection probe, and FIG. Schematic diagram showing a current detection probe,
(C) is a schematic view showing a differential and self-induction type eddy current inspection probe, and (d) is a schematic view showing a differential and mutual induction eddy current inspection probe.
【図5】従来の自己誘導型且つ一段型のマルチコイル型
渦電流探傷プローブの構成を示す模式的な斜視図であ
る。FIG. 5 is a schematic perspective view showing a configuration of a conventional self-induction type and single-stage multi-coil type eddy current testing probe.
【図6】従来の相互誘導型且つ一段型のマルチコイル型
渦電流探傷プローブの構成を示す模式的な斜視図であ
る。FIG. 6 is a schematic perspective view showing a configuration of a conventional multi-coil type eddy current inspection probe of a mutual induction type and a single-stage type.
【図7】従来の自己誘導型且つ一段型のマルチコイル型
渦電流探傷プローブについて示す図であり、(a)はそ
の励磁兼検出コイルと傷との位置関係を示す模式的な平
面図、(b)はその励磁兼検出コイルにより検出された
検出信号の振幅(検出感度分布)を示す図である。7A and 7B are views showing a conventional self-induction type and single-stage multi-coil type eddy current testing probe, in which FIG. 7A is a schematic plan view showing a positional relationship between the excitation and detection coil and the flaw, 4B is a diagram showing the amplitude (detection sensitivity distribution) of the detection signal detected by the excitation and detection coil.
【図8】従来の自己誘導型且つ二段型のマルチコイル型
渦電流探傷プローブの構成を示す模式的な斜視図であ
る。FIG. 8 is a schematic perspective view showing a configuration of a conventional self-induction type two-stage multi-coil type eddy current testing probe.
【図9】渦電流探傷プローブの検出値に基づいて作成さ
れた試験体の傷形状を示す鳥瞰図である。FIG. 9 is a bird's-eye view showing a flaw shape of a test body created based on a detection value of an eddy current flaw detection probe.
10 試験体 21,21a〜21h 検出コイル 22,22a〜22h 励磁コイル 23 絶縁フィルム(薄膜状の絶縁層) 24 導通穴 24a 信号線 CLa,CLe,CLf 検出コイル21a,21e,
21fの軸心線 LV 信号振幅(信号レベル) La,Le,Lf 検出コイル21a,21e,21f
の検出感度分布DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Specimen 21, 21a-21h Detection coil 22, 22a-22h Excitation coil 23 Insulating film (thin film-like insulating layer) 24 Conducting hole 24a Signal line CLa, CLe, CLf Detection coil 21a, 21e,
21f axis center line LV Signal amplitude (signal level) La, Le, Lf Detection coils 21a, 21e, 21f
Detection sensitivity distribution
Claims (9)
発生させる複数の励磁コイルと、 上下二層に重ねられて一列に並べられた複数の薄膜状の
検出コイルとをそなえ、 該試験体上の傷を検出することを特徴とする、渦電流探
傷プローブ。1. A test apparatus comprising: a plurality of excitation coils for generating an eddy current in a test body by generating an alternating magnetic field; and a plurality of thin-film detection coils stacked in two rows in upper and lower layers. An eddy current flaw detection probe for detecting a flaw on a body.
層と下層とで略半ピッチだけずれて配置されていること
を特徴とする、請求項1記載の渦電流探傷プローブ。2. The eddy current detection probe according to claim 1, wherein the plurality of thin-film detection coils are arranged so as to be shifted by approximately a half pitch between an upper layer and a lower layer.
膜状の絶縁層が介装されていることを特徴とする、請求
項1又は2記載の渦電流探傷プローブ。3. The eddy current inspection probe according to claim 1, wherein a thin insulating layer is interposed between the upper layer and the lower layer.
の信号線を引き出すための導通穴が設けられていること
を特徴とする、請求項3記載の渦電流探傷プローブ。4. The eddy current flaw detection probe according to claim 3, wherein a conduction hole for leading out a signal line of each of the lower detection coils is provided in the insulating layer.
体の表面に対して略垂直に起立するように配置された軸
方向長の短い円形コイルで構成され、上記の複数の励磁
コイルが、上記の複数の薄膜状の検出コイルの上方に、
列状に並べられていることを特徴とする、請求項1又は
2記載の渦電流探傷プローブ。5. Each of the above-mentioned exciting coils is constituted by a circular coil having a short axial length arranged so as to stand substantially perpendicularly to the surface of the test piece. Above the plurality of thin-film detection coils,
The eddy current inspection probe according to claim 1, wherein the probes are arranged in a row.
磁コイルの列方向に対して、斜めに傾けて配置されてい
ることを特徴とする、請求項5記載の渦電流探傷プロー
ブ。6. The eddy current inspection probe according to claim 5, wherein each of the excitation coils is arranged obliquely with respect to a row direction of the plurality of excitation coils.
接している励磁コイルには同時に電圧が印加されないよ
うにしたことを特徴とする、請求項1又は2記載の渦電
流探傷プローブ。7. The eddy current flaw detection probe according to claim 1, wherein a voltage is not applied to excitation coils adjacent to each other among the plurality of excitation coils at the same time.
印加するようにしたことを特徴とする、請求項7記載の
渦電流探傷プローブ。8. The eddy current inspection probe according to claim 7, wherein a voltage is applied to each of the excitation coils in a pulsed manner.
出コイルの列方向に対して垂直方向に向けて該試験体の
表面に沿って移動して、該試験体表面の傷を検出するこ
とを特徴とする、請求項1又は2記載の渦電流探傷プロ
ーブ。9. The test piece is moved along the surface of the test piece in a direction perpendicular to the row direction of the plurality of thin-film detection coils along the surface of the test piece, thereby removing a scratch on the surface of the test piece. The eddy current flaw detection probe according to claim 1, wherein the detection is performed.
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---|---|---|---|
JP2002011872A JP2002221514A (en) | 1998-08-06 | 2002-01-21 | Eddy current flaw detection probe |
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JP55905999A Division JP3343860B2 (en) | 1998-08-06 | 1999-08-05 | Eddy current testing probe |
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JP (1) | JP2002221514A (en) |
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---|---|---|---|---|
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2002
- 2002-01-21 JP JP2002011872A patent/JP2002221514A/en active Pending
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