JP2007240427A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネシウム合金ワイヤやパイプの機械的特性に影響を及ぼす微小な表面疵の渦電流による探傷ができるようにする。
【解決手段】検出コイルＬ１０、Ｌ２０と、検出コイルＬ４０、Ｌ５０を近接させて、マグネシウム合金の搬送路Ｍｇに沿って一列に配置し、その検出コイルＬ２０、Ｌ４０の間に共振コイルＬ３０を設ける。前記共振コイルＬ３０は、容量手段を接続して回転移相手段３０とし、容量手段を調節して共振周波数を調整できるようにする。探傷時には、共振コイルＬ３０の共振周波数を調整して、検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０に鎖交する磁束数を変化して、ノイズ電流を減少させることにより、ノイズと疵との信号の位相差θ３を大きくする。こうすることで、疵の信号を峻別できるようにして、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの探傷ができるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、軽量で、振動吸収性が良く、しかも放熱性や耐窪み性も良好で、電磁シールド性にも富み、リサイクル性にも優れた特性を有するマグネシウム合金の疵を非破壊検査するためのマグネシウム合金用渦電流探傷装置に関するものである。

渦電流を用いて金属導体の疵を探傷するものとして、（特許文献１）に記載の渦電流探傷装置がある。

この装置は、図８（ａ）のように、互いに逆相となるように直列に配置した第１と第２の検出コイルＬ１、Ｌ４をワイヤもしくはパイプなどの導体の搬送路に沿って一列に配置したもので、その一列に配置した第１と第２の検出コイルＬ１、Ｌ４の間に共振コイルＬ２、Ｌ３を設けてある。また、この装置では、第１の検出コイルＬ１と第２の検出コイルＬ４は、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２を接続してブリッジ回路を形成するとともに、前記共振コイルＬ２、Ｌ３に容量回路１を接続した構成を採用している。

この探傷装置では、ワイヤもしくはパイプなどの導体に疵や異物が無い状態では、各検出コイルＬ１、Ｌ４の電磁誘導により、共振コイルＬ２、Ｌ３に生じる誘導電流は逆相で電流値が等しいため、相殺しあって共振は起こらない。一方、例えば、パイプ内面に疵が在った場合は、検出コイルＬ１、Ｌ４に偏りが生じるため、ブリッジ回路の平衡が崩れて共振コイルＬ２、Ｌ３に生じる誘導電流にも差が生じる。そのため、この差の電流でもって共振コイルＬ２、Ｌ３が共振する。これにより、いずれか一方の検出コイルＬ１、Ｌ４のＱが大きくなり、信号の検出感度を高めることができるというものである。
特開平４−６５６６７号公報

ところで、マグネシウム合金は、微小な疵でも他の金属以上に機械的特性が低下するため、微小な疵を検出する必要がある。

しかしながら、上記の探傷装置では、マグネシウム合金の探傷を行うと、マグネシウムが非磁性であるためコイルのインピーダンスが減少し、ブリッジ回路から出力される信号レベルが小さくなる。そのため、例えば図８（ｂ）に示すように、疵を検出した信号がノイズ（主に材料の移動に伴うコイルとの結合度の変化によるもの）の中に埋もれてしまい測定できない問題があった。

これは、非磁性に生じる渦電流が、コイルと並列に抵抗を付けたような働きをするためで、この現象は周波数が高くなるほど増加する。そのため、特に、高周波信号を使う材料の表面部分の探傷は困難な問題があった。

そこで、この発明の課題は、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの機械的特性に影響する微小な疵の探傷ができるようにする。特に、表面の微小な疵の探傷もできるように検出信号のノイズを除去できるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明では、直列に配置した第１と第２の検出コイルと、直列に配置した第３と第４の検出コイルとを近接させて、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの搬送路に沿って一列に配置し、その一列に配置した第２と第３の検出コイルの間に共振コイルを設けるとともに、前記第１と第２の検出コイルを互いに逆相となるように配置し、一方、第３と第４の検出コイルは互いに逆相で、かつ、第２の検出コイルと第３の検出コイルとが逆相となるように配置して、前記第１の検出コイルと第３の検出コイルを直列に接続し、前記第２の検出コイルと第４の検出コイルとを直列に接続して、第１の抵抗及び第２の抵抗とでブリッジ回路を形成するように接続するとともに、前記共振コイルの共振周波数を調整する回転移相手段を備え、前記ブリッジ回路に所定の高周波信号を印加して、その際、共振コイルの共振周波数を調整し、前記検出コイルの誘導電流を調整して、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するようにした構成を採用したのである。

このような構成を採用することにより、第１と第２の検出コイル間で生じたアンバランスが、第３と第４の検出コイルに連鎖してブリッジ回路のバランスを崩れやすくして感度を高める。このとき、ブリッジ回路に所定の高周波信号を印加することにより、表皮効果を利用して材料の表面付近の探傷を行うようにする。その際、共振コイルに生じる誘導電流を増加あるいは減少させて、上記コイルに鎖交する磁束を変化させて検出コイルに生じるノイズの電流成分を減少させる。すると、電流成分の減少したノイズと疵との信号の位相差が大きくなってノイズを小さく疵の信号を大きくできる。

このとき、上記検出コイルの巻き幅を０．５ｍｍ以下とすることにより、ワイヤもしくはパイプ表面の探傷に最適な磁束密度を得ることができる。

また、互いに同相となるように直列に配置した第１と第２の検出コイルを近接させて、マグネシウム合金パイプの搬送路に沿って一列に配置し、その一列に配置した第１と第２の検出コイルの間に互いに同相となるようにして直列に接続した第１と第２の共振コイルを配置し、前記第１の検出コイルと、第２の検出コイルと、第１の抵抗及び第２の抵抗とでブリッジ回路を形成するように接続するとともに、前記第１と第２の共振コイルの共振周波数を調整する回転移相手段を備え、前記ブリッジ回路に所定の低周波信号を印加して、その際、共振コイルの共振周波数を調整し、前記検出コイルの誘導電流を調整するようにして、マグネシウム合金パイプの内面を探傷するようにした構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、検出コイルを同相となるように接続し、検出コイルの磁束の向を同じにして検出コイルに低周波信号を印加することにより、密度の高い磁束を材料の内部まで達するようにして、材料内部の探傷を行うようにする。その際、共振コイルに生じる誘導電流を増加あるいは減少させて、上記検出コイルに鎖交する磁束を変化させて、検出コイルに生じるノイズの電流成分を減少させる。すると、電流成分の減少したノイズと疵信号との位相差が大きくなってノイズを小さく、疵信号を大きくできる。

このとき、上記検出コイルの巻き幅を０．５〜１．０ｍｍとした構成を採用することにより、パイプ内面の探傷に最適な磁束密度を得ることができる。

また、上記マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置と上記マグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置を、マグネシウム合金パイプの搬送路に沿って一列に配置して渦電流探傷を行なうようにした構成を採用することにより、マグネシウム合金材料の外面探傷と内面探傷とを一度にできる。

一方、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置の搬送速度を１〜５０ｍ／分とし、合金ワイヤもしくはパイプとコイルのクリアランスを０〜３ｍｍとするとともに、前記マグネシウム合金用渦電流装置のブリッジ回路に１２８ｋＨｚ〜５１２ｋＨｚの高周波の励磁信号を印加し、搬送路を移動するマグネシウム合金ワイヤもしくはパイプに対し、前記マグネシウム合金用渦電流装置の共振周波数を調整し、検出コイルの誘導電流を調整して前記ワイヤもしくはパイプの外面を探傷する方法を採用することができる。

このような方法を採用することにより、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプ外面の探傷に最適な磁束密度を得ることができるので、前記合金ワイヤもしくはパイプの外面に生じた微小な疵も探傷できる。

また、マグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流装置の搬送速度を１〜５０ｍ／分とし、合金パイプとコイルとのクリアランスを０〜３ｍｍとするとともに、前記マグネシウム合金用渦電流探傷装置のブリッジ回路に４ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの低周波の励磁信号を印加し、搬送路を移動するマグネシウム合金パイプに対し、前記マグネシウム合金用渦電流探傷装置の共振周波数を調整し、検出コイルの誘導電流を調整して前記合金パイプの内面を探傷する方法を採用することもできる。

このような方法を採用することにより、マグネシウムパイプ内面の探傷に最適な磁束密度を得ることができるので、前記合金パイプの内面に生じた微小な疵も探傷できる。

さらに、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置とマグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置を一列に配置したマグネシウム合金用渦電流探傷装置の搬送速度を１〜５０ｍ／分とし、パイプと各コイルとのクリアランスを０〜３ｍｍとするとともに、前記一列に配置したマグネシウム合金パイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置のブリッジ回路に１２８ｋＨｚ〜５１２ｋＨｚの高周波の励磁信号を印加し、マグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置のブリッジ回路に４ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの低周波の励磁信号を印加して、搬送路を移動するマグネシウム合金パイプに対し、各マグネシウム合金用渦電流探傷装置の共振コイルの共振周波数を調整し、検出コイルの誘導電流を調整してマグネシウム合金パイプの外面と内面を探傷する方法を採用することができる。

このような方法を採用することにより、マグネシウム合金パイプ外面とパイプ内面の探傷に最適な磁束密度を得ることができるので、前記パイプの外面と内面に生じた微小な疵も一度に探傷できる。

この発明は、以上のように構成したことにより、マグネシウム合金ワイヤやパイプの機械的特性に影響する微小な表面疵の渦電流による探傷がノイズを除去してできる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

この形態のマグネシウム合金用渦電流探傷装置は、図１に示すように、外面探傷用と内面探傷用の探傷装置８，９とで構成されており、前記装置８，９をマグネシウム合金材料の搬送路Ｍｇに沿って一列に配置した構成となっている。

前記外面探傷用の探傷装置８は、検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０と共振コイルＬ３０とで構成されている。検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０は、直列に配置した第１と第２の検出コイルＬ１０、Ｌ２０と、直列に配置した第３と第４の検出コイルＬ４０、Ｌ５０の両者を近接させて、マグネシウム合金の搬送路Ｍｇに沿って一列に配置したもので、その一列に配置した第２と第３の検出コイルＬ２０、Ｌ４０の間に共振コイルＬ３０を設けた構成となっている。

一方、上記第１と第２の検出コイルＬ１０、Ｌ２０は、互いに逆相となるように配置されている。また、第３と第４の検出コイルＬ４０、Ｌ５０は互いに逆相で、かつ、第２の検出コイルＬ２０と第３の検出コイルＬ４０とが逆相となるように配置されている。

このように配置された第１〜第４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０は、図１には図示していないが、抵抗Ｒ１とＲ２と接続され、ブリッジ回路を形成する。

すなわち、図２（ａ）に示すように、第１の検出コイルＬ１０と第３の検出コイルＬ４０とを直列に接続した直列回路と、第２の検出コイルＬ２０と第４の検出コイルＬ５０とを直列に接続した直列回路と、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２とでブリッジ回路を形成する。

検出回路１０は、図３に示すように、発振器１１、位相器１３、１８、位相検波器１６，１７、差動増幅器１４、アンプ１２，１５とで構成されている。

発振器１１は、正弦波を出力するもので、例えば、１２８ｋＨｚ、２５６ｋＨｚ、５１２ｋＨｚのように、２逓倍ずつ増加する複数の周波数を出力する。ここでは、２５６ｋＨｚの高周波信号を符号１２のパワーアンプと符号１３の位相器へ出力する。

パワーアンプ１２は、発振器１１からの出力を増幅し、励磁信号としてブリッジ回路へ入力するためのものである。

位相器１３は、発振器１１の正弦波出力を位相検波器１６へ入力するとともに、前記正弦波と９０°位相のずれた余弦波を生成して、位相検波器１７へ入力するためのものである。

この位相検波器１６と１７には、ブリッジ回路の平衡出力ＢとＤを符号１４の差動増幅器と符号１５のアンプとを介して入力する。すると、符号１６の位相検波器は、入力したブリッジ回路の平衡出力を位相器１３からの正弦波出力で同期検波することにより、抵抗成分を出力して位相器１８へ入力する。一方、符号１７の位相検波器は、入力したブリッジ回路の平衡出力を位相器１３からの余弦出力で同期検波することにより、インダクタンス成分を出力して位相器１８へ入力する。位相器１８は抵抗成分をオシロスコープ１９のＸ軸信号として出力し、インダクタンス成分をオシロスコープ１９のＹ軸信号として出力する。またこのとき、位相器１８の抵抗成分の出力をハイパスフィルタ２０でノイズをカットしてローパスフィルタ２１を介してアナログ出力としても取り出せるようにしてある。

共振コイルＬ３０は、例えば、複数のコンデンサに依るものやオペアンプを使用したＣマルチブライヤなどの容量手段と接続して回転移相手段３０を形成しており、回転移相手段３０は、容量手段を調節して共振周波数を調整できるようにしてある。

他方、内面探傷用の探傷装置９は、図１に示すように、互いに同相となるように直列に配置した第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´を近接させてマグネシウム合金の搬送路Ｍｇに沿って一列に配置したもので、その一列に配置した第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´の間に互いに同相となるようにして直列に接続した第１と第２の共振コイルＬ３０´を配置した構成となっている。

この第１の検出コイルＬ１０´と、第２の検出コイルＬ４０´とは、図１には図示していないが、抵抗Ｒ１とＲ２と接続し図２（ｂ）のようなブリッジ回路を形成する。

このブリッジ回路は、図１に示すように、検出回路１０と接続されている。検出回路１０は、先に述べた外面探傷用の探傷装置８と同じ図３の回路で、発振器１１、位相器１３、１８、位相検波器１６、１７、差動増幅器１４、アンプ１２、１５とで構成されている。ここでは、発振器１１が８ｋＨｚの低周波の正弦波を出力する以外は先に述べたものと同じなので、説明は省略する。

この形態は、上記のように構成されており、図１の矢印のように、搬送路Ｍｇに材料として、マグネシウム合金の例えば、ワイヤもしくはパイプを移動させながら、装置を作動させて探傷を行なう。

まず、外面探傷用の探傷装置８では、ブリッジの平衡出力ＢとＤのゼロバランスを調整したのち、検出回路１０の発振器１１によって１２８ｋＨｚ〜５１２ｋＨｚ（好ましい範囲）の励磁信号で、第１〜第４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０を励磁する。すると、励磁された第１と第２の検出コイルＬ１０、Ｌ２０は互いに逆向きの磁束を発生し、第３と第４の検出コイルＬ４０、Ｌ５０も互いに逆向きの磁束を発生する。そのため、前記第２の検出コイルＬ２０と第３の検出コイルＬ４０の間に設けた共振コイルＬ３０に作用する磁束は、第１〜第４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０のインダクタンスをそれぞれ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とすると、
｜Ｌ１−Ｌ２｜−｜Ｌ３−Ｌ４｜
である。ここで、第１と第２の検出コイルＬ１０、Ｌ２０の磁束に差が無く、搬送路Ｍｇを移動するワイヤもしくはパイプが疵の無い均一な場合は、ワイヤもしくはパイプの移動に伴う振動による空芯内のノイズ（ガタ）によりコイルのインピーダンスは変化するが、両者の磁束は打ち消し合う。同様に、第３と第４の検出コイルＬ４０、Ｌ５０の磁束に差が無い場合は、両者の磁束は打ち消し合うので、第２の検出コイルＬ２０と第３検出コイルＬ４０の間に設けた共振コイルＬ３０は第１〜４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０からの磁束の影響を受けない。

次に、例えば、疵のあるワイヤもしくはパイプが搬送路Ｍｇを移動し、第１の検出コイルＬ１０を通過すると、１２８ｋＨｚ〜５１２ｋＨｚの励磁信号でワイヤもしくはパイプ表面に発生させた渦電流が、ワイヤもしくはパイプ表面の疵を避けるため磁束の変化を生じ、第１と第２の検出コイルＬ１０、Ｌ２０のインピーダンスにアンバランスを生じさせる。このように、第１と第２の検出コイルＬ１０、Ｌ２０の間にアンバランスを生じると、そのアンバランスによって、第３の検出コイルＬ４０との間にもアンバランスを生じる。さらに、第３の検出コイルＬ４０がアンバランスを生じると、第４の検出コイルＬ５０との間にもアンバランスを生じることになる。このように、第１〜第４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０にアンバランスの連鎖が起きて大きな出力となり、検出感度を高くできるので、検出レベルの小さな材料表面の探傷も容易にできる。

このとき、共振コイルＬ３０は、アンバランスになった第１〜第４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０の磁束に共振する。そして、共振した共振コイルＬ３０との相互誘導により、第１〜第４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０に誘導電流が流れて、ブリッジ回路をより不平衡にする。

また、このとき、検出回路１０の出力する信号は、疵の位置が表面で、マグネシウム合金が非磁性であるので検出レベルが小さく、ノイズが重畳して図８（ｂ）のように、峻別できない。

ここで、コイルインピーダンスのワイヤもしくはパイプの振動による変化と疵による変化の位相は当然異なる。そのため、共振コイルＬ３０の共振周波数を調整し、誘導電流を増加あるいは減少させて、第１〜第４の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０を鎖交する磁束数を変化し、ノイズ電流を減少させる。すると、図４のベクトル図のように、コイルのインピーダンスの抵抗成分とノイズの電圧成分は同相で、かつ、コイルのインピーダンスの虚数成分とノイズの電流成分も同相なので、ノイズの電流成分が減少すればノイズ４０と疵５０との位相差θ３が大きくなる。

このように、ノイズ４０と疵５０との位相差θ３が大きくできれば、図５のように、疵の信号５０が大きくなるので、峻別できる。

一方、内面探傷用の探傷装置９では、ブリッジの平衡出力ｂとｄのゼロバランスを調整したのち、検出回路１０の発振器１１により４〜１６ｋＨｚ（好ましい範囲）の励磁信号で、第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´を励磁する。このとき、励磁された第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´は同じ向きの磁束を発生し、密度の高い強い磁束でパイプ内面に渦電流を生じさせる。その結果、前記第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´の間に設けた共振コイルＬ３０´に鎖交する磁束は、第１´と第２´のインダクタンスをそれぞれ、Ｌ１´、Ｌ２´とすると、
｜Ｌ１´＋Ｌ２´｜
となる。そのため、第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´に磁束の変化が無く、搬送路Ｍｇを移動するパイプが均一な場合は、コイル内のノイズ（ガタ）信号によりコイルインピーダンスは一定値に保たれる。

例えば、いま、疵のあるパイプが搬送路Ｍｇ内を移動し、第１の検出コイルＬ１０´を通過すると、４ｋＨｚ〜１６ｋＨｚ（好ましい範囲）の励磁信号により、パイプ内面に発生した渦電流がパイプ内面の疵により磁束の変化を生じる。すると、その磁束の変化は、第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´のコイルインピーダンスにアンバランスを生じさせる。このように、第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´がアンバランスを生じると、共振コイルＬ３０´には、アンバランスになった磁束に共振する。そして、共振した共振コイルＬ３０´の相互誘導により、第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´に誘導電流が流れて、ブリッジ回路をより不平衡にする。

このときの検出回路１０の検出信号は、マグネシウム合金が非磁性のため検出レベルが小さく、ノイズが重畳して図８（ｂ）のように、峻別できないが、材料の振動による変化と疵による変化の位相は異なる。したがって、共振コイルＬ３０´の共振周波数を調整し、誘導電流を増加あるいは減少させて、第１と第２の検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´を鎖交する磁束数を変化させてノイズ電流を減少させれば、図４に示すベクトル図のように、ノイズ４０と疵５０との位相差を大きくできるので、図５のように、検出信号を峻別できる。

このように、外面探傷用の探傷装置８と内面探傷用の探傷装置９で、マグネシウム合金材料の表面の疵と内面の疵を、それぞれ探傷できる。

したがって、本願のマグネシウム合金用渦電流探傷装置は、マグネシウム合金材料を搬送路Ｍｇに沿って移動させるだけで、外面探傷と内面探傷とを一度にできるため、探傷効率を向上させることができる。

この実施例１では、本願発明が有効かどうかを確かめるため、上記の形態のマグネシウム合金用渦電流探傷装置を用いて実際の疵を検出できるかを確かめることにした。

すなわち、外面探傷用と内面探傷用の探傷装置８、９を用いて実際のマグネシウム合金材料の疵をどの程度探傷できるかをテストした。

その際、試料は、ＡＺ３１合金の引抜き材（パイプ形状）の内径２０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍを使用した。また、試料には、例えば図６−５に示すような人工疵を設けることにした（ここでは、一つの例としてパイプ外面のものを示している）。

一方、マグネシウム合金用渦電流探傷装置は、外面探傷用の探傷装置８の励磁周波数を２５６ｋＨｚとし、内面探傷用の探傷装置９の励磁周波数は８ｋＨｚとした。両装置８，９の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０とＬ１０´、Ｌ４０´の内径は２１ｍｍであった。さらに、両装置８、９の試料の搬送速度は２０ｍ／分とした。

そして、回転移相手段３０の有効性を比較できるように、回転移相手段３０を取り外した場合と、回転移相手段３０を取り付けた場合の測定を行なった。加えて、測定の際には、検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０とＬ１０´、Ｌ４０´の巻き幅を０．４ｍｍ〜１．２ｍｍまで変更することにより、最適な巻き線幅も求められるようにした（図６−２、図６−４参照）。

結果を図６−１〜図６−４に示す。これらの図の結果から、本願の外面探傷用と内面探傷用の探傷装置８、９が有効であることがわかった。

また、その際、外面探傷用の探傷装置８では、回転移相手段３０があっても検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０の巻き幅が０．５ｍｍ以下（０．５ｍｍを含む）でないと測定に有効なＳ／Ｎ比が得られないことがわかった（図６−２参照）。そのため、本願の外面探傷用の探傷装置８の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０の巻き幅は０．５ｍｍ以下（０．５ｍｍ含む）にすることが好ましいことがわかった。

一方、内面探傷用の探傷装置９では、検出コイルＬ１０´、Ｌ４０´の巻き幅が０．５〜１．０ｍｍであれば、測定に有効なＳ／Ｎ比が得られることがわかった（図６−４）。

図６−１及び図６−３は、深傷した試料（パイプ）の引張り試験の結果を疵の深さ別にプロットした図である。この結果から、マグネシウム合金パイプの構造材として適用不可な伸び１０％以下になる疵を探傷できたことがわかった。

なお、本願の実施形態では、マグネシウム合金材料の搬送路は検知及び共振コイルの空芯内に設けたが、搬送路は、これに限定されるものではなく、前記コイルの磁束が集束できるのであれば、その位置は限定されるものではなく、例えば、コイルの外周に接するようにしてもよい。

この実施例２では、外面探傷用の探傷装置８と内面探傷用の探傷装置９の励磁信号の周波数の妥当性を検証した。

そのため、外面探傷用の探傷装置８の励磁信号の周波数を６４ｋＨｚ、１２８ｋＨｚ、５１２ｋＨｚ、１０２４ｋＨｚに設定して、試料に付けた２００μｍの深さの疵を検出させた際のＳ／Ｎ比を測定した。また、同様に、内面探傷用の探傷装置９の励磁周波数を２ｋＨｚ、４ｋＨｚ、１６キロＨｚ、３２ｋＨｚに設定して、試料に付けた２００μｍ深さの疵を検出させた際のＳ／Ｎ比を測定して、そのＳ／Ｎ比の値から妥当性を検証することにした。

測定に際して、試料は実施例１と同じ、ＡＺ３１合金の引抜き材（パイプ形状）の内径２０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍを使用した。試料の疵も図６−５と同じものである。

両装置８，９も実施例１と同じで、検出コイルの内径は２１ｍｍのものを使用し、両装置８，９の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０の巻き幅は、実施例１の結果を受けて０．５ｍｍとした。

また、試料と両装置８、９の検出コイルＬ１０、Ｌ２０、Ｌ４０、Ｌ５０、Ｌ１０´、Ｌ４０´とのクリアランスは０〜３ｍｍ以下となるよう設定し（これは、事前の測定でクリアランスが３ｍｍ以上では探傷できなかったからである）、試料の搬送速度は、実施例１と同じ２０ｍ／分とした（これは搬送速度が１ｍ／分以下で、生産性が上がらない問題があり、５０ｍ／分では探傷できないからである）。さらに、回転移相手段３０も使用して測定を行なった。測定結果を、図７（ａ）、（ｂ）に示す。

図７（ａ）は、外面探傷用の探傷装置８の測定結果である。結果から、励磁信号の周波数が、１２８ｋＨｚと５１２ｋＨｚのときに測定に有功な３．０以上のＳ／Ｎ比が得られた。また、励磁信号の周波数が、６４ｋＨｚと１０２４ｋＨｚのときには、Ｓ／Ｎ比が２．０と１．２となって測定に有効なＳ／Ｎ比の値が得られなかった。この結果から、外面探傷用の励磁信号の周波数は、１２８ｋＨｚと５１２ｋＨｚの間に設定するのが妥当なことがわかる。

図７（ｂ）は、内面探傷用の探傷装置９の測定結果である。結果から、励磁信号の周波数が、４ｋＨｚと１６ｋＨｚで測定に有功な３．０以上のＳ／Ｎ比が得られた。また、励磁の周波数が、２ｋＨｚと３２ｋＨｚでは、Ｓ／Ｎ比が２．４と１．０となって有功なＳ／Ｎ比の値が得られなかった。この結果から、内面探傷用の励磁周波数は、４ｋＨｚと１６ｋＨｚの間に設定するのが妥当なことがわかった。

実施形態のブロック図 （ａ）実施形態の外面探傷用の探傷装置のブリッジ回路の回路図、（ｂ）内面探傷用の探傷装置ブリッジ回路の回路図 実施形態の検知回路のブロック図 実施形態の作用説明図 実施形態の作用説明図 実施例１の測定結果を示す図 実施例１の測定結果を示す図 実施例１の測定結果を示す図 実施例１の測定結果を示す図 実施例１の試料を示す模式図 （ａ）、（ｂ）実施例２の測定結果 （ａ）従来例のブロック図実施形態の作用説明図、（ｂ）従来例の作用説明図

符号の説明

３０ 回転移相手段
Ｌ１０ 第１の検出コイル
Ｌ２０ 第２の検出コイル
Ｌ３０ 共振コイル
Ｌ４０ 第３の検出コイル
Ｌ５０ 第４の検出コイル
Ｌ１０´ 第１の検出コイル
Ｌ３０´ 共振コイル
Ｌ４０´ 第２の検出コイル
Ｍｇ 搬送路

Claims (8)

1. 直列に配置した第１と第２の検出コイルと、直列に配置した第３と第４の検出コイルとを近接させて、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの搬送路に沿って一列に配置し、その一列に配置した第２と第３の検出コイルの間に共振コイルを設けるとともに、
   前記第１と第２の検出コイルを互いに逆相となるように配置し、一方、第３と第４の検出コイルは互いに逆相で、かつ、第２の検出コイルと第３の検出コイルとが逆相となるように配置して、前記第１の検出コイルと第３の検出コイルを直列に接続し、前記第２の検出コイルと第４の検出コイルとを直列に接続して、第１の抵抗及び第２の抵抗とでブリッジ回路を形成するように接続するとともに、前記共振コイルの共振周波数を調整する回転移相手段を備え、
   前記ブリッジ回路に所定の高周波信号を印加して、その際、共振コイルの共振周波数を調整し、前記検出コイルの誘導電流を調整して、マグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置。
2. 上記検出コイルの巻き幅を０．５ｍｍ以下（０．５ｍｍ含む）とした請求項１に記載のマグネシウム合金用渦電流探傷装置。
3. 互いに同相となるように直列に配置した第１と第２の検出コイルを近接させて、マグネシウム合金パイプの搬送路に沿って一列に配置し、その一列に配置した第１と第２の検出コイルの間に互いに同相となるようにして直列に接続した第１と第２の共振コイルを配置し、前記第１の検出コイルと、第２の検出コイルと、第１の抵抗及び第２の抵抗とでブリッジ回路を形成するように接続するとともに、前記第１と第２の共振コイルの共振周波数を調整する回転移相手段を備え、
   前記ブリッジ回路に所定の低周波信号を印加して、その際、共振コイルの共振周波数を調整し、前記検出コイルの誘導電流を調整するようにして、マグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置。
4. 上記検出コイルの巻き幅を０．５〜１．０ｍｍとした請求項３に記載のマグネシウム合金用渦電流探傷装置。
5. 上記請求項１または２のマグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置と上記請求項３または４のマグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置を、マグネシウム合金パイプの搬送路に沿って一列に配置して渦電流探傷を行なうようにしたマグネシウム合金用渦電流探傷装置。
6. 上記請求項１または２のマグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置の搬送速度を１〜５０ｍ／分とし、合金ワイヤもしくはパイプとコイルのクリアランスを０〜３ｍｍとするとともに、前記マグネシウム合金用渦電流装置のブリッジ回路に１２８ｋＨｚ〜５１２ｋＨｚの高周波の励磁信号を印加し、搬送路を移動するマグネシウム合金ワイヤもしくはパイプに対し、前記マグネシウム合金用渦電流装置の共振周波数を調整し、検出コイルの誘導電流を調整して前記ワイヤもしくはパイプの外面を探傷する渦電流探傷方法。
7. 上記請求項３または４のマグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流装置の搬送速度を１〜５０ｍ／分とし、合金パイプとコイルとのクリアランスを０〜３ｍｍとするとともに、前記マグネシウム合金用渦電流探傷装置のブリッジ回路に４ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの低周波の励磁信号を印加し、搬送路を移動するマグネシウム合金パイプに対し、前記マグネシウム合金用渦電流探傷装置の共振周波数を調整し、検出コイルの誘導電流を調整して前記合金パイプの内面を探傷する渦電流探傷方法。
8. 上記請求項５のマグネシウム合金ワイヤもしくはパイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置とマグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置を一列に配置したマグネシウム合金用渦電流探傷装置の搬送速度を１〜５０ｍ／分とし、パイプと各コイルとのクリアランスを０〜３ｍｍとするとともに、前記一列に配置したマグネシウム合金パイプの外面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置のブリッジ回路に１２８ｋＨｚ〜５１２ｋＨｚの高周波の励磁信号を印加し、マグネシウム合金パイプの内面を探傷するマグネシウム合金用渦電流探傷装置のブリッジ回路に４ｋＨｚ〜１６ｋＨｚの低周波の励磁信号を印加して、搬送路を移動するマグネシウム合金パイプに対し、各マグネシウム合金用渦電流探傷装置の共振コイルの共振周波数を調整し、検出コイルの誘導電流を調整してマグネシウム合金パイプの外面と内面を探傷する渦電流探傷方法。

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