JP2009092388A

JP2009092388A - 渦流探傷プローブ

Info

Publication number: JP2009092388A
Application number: JP2007260303A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Muto; 伸之武藤
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2009-04-30

Abstract

【課題】導電性被検体の端近傍で生じる磁場分布の変化を効果的に抑制して、導電性被検体の端近傍の不感帯を有利に短くし得る渦流探傷プローブを提供すること。
【解決手段】導電性被検体の検知表面上を相対的に移動して、該導電性被検体の探傷を行う自己比較方式の渦流探傷プローブにおいて、所定の間隔をあけて配設された一対の検出コイル１４ａ，１４ｂの移動方向前方側及び後方側にそれぞれ位置するように、透磁性材料又は導電性材料からなる一対のシールド体１６ａ，１６ｂを、それぞれ、一対の検出コイル１４ａ，１４ｂに接触しないようにして近接配置せしめ、且つ、一対のシールド体１６ａ，１６ｂの外周面を、一対の検出コイル１４ａ，１４ｂの外周面と面一となるように配置せしめて、少なくとも一対のシールド体１６ａ，１６ｂから移動方向の外方に向かう磁束が遮蔽されるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、渦流探傷プローブに係り、特に、管、棒、板、ブロック塊等の導電性被検体の端部近傍に生じる不感帯を低減する渦流探傷プローブに関するものである。

従来より、カメラ筺体や複写機ドラムを始め、管、棒、板、ブロック塊等、各種の形状の導電性被検体の表面若しくは表層部近くに存在する欠陥（傷）を検出するために、渦流探傷試験（ＥＴ）が、行われている。かかる渦流探傷試験は、よく知られているように、金属等の導電性の被検体に、交流を流したコイルを近接させて、電磁誘導により導電性被検体に渦電流を発生させ、そして、被検体表面付近に存在する欠陥によって生じた渦電流の変化を検出して、探傷を行うものであり、大別して、時間的に変化する磁場（交番磁界）を発生せしめる励磁コイルと渦電流の変化の検出を行う検出コイルとを用いる相互誘導形と、励磁及び検出を兼ね備えたコイルを用いる自己誘導形があり、また、そのように大別された分類の中でも、検出方法により、自己比較方式、単一方式及び標準比較方式に分類され、それぞれ、試験対象に応じて、適宜に選択されている。そして、熱交換器の伝熱管の保守検査や、管、棒等の製造時検査等において探傷試験を行う場合には、並置された一対の検出コイル間のインピーダンス差を電圧信号に変換するなどして傷を検出する相互誘導形自己比較方式や自己誘導形自己比較方式の渦流探傷試験が広く実施されている。

例えば、相互誘導形自己比較方式の渦流探傷プローブを用いて、図１に示されるように、所定の長さの管を検査する場合には、一対の検出コイル２，２間に励磁コイル４が同軸的に配設された内挿型の渦流探傷プローブ６が用いられ、そのようなプローブ６が被検体である管８の内孔内に挿通され、軸方向に所定の速度で相対移動せしめられて、探傷が行われる。この際、渦流探傷プローブ６が、管端から充分に離れたところに位置せしめられている場合、換言すれば、磁場の分布から管端が充分に離れている場合には、励磁コイル４で形成される磁場は移動方向の前後で略均等となる（図１（ａ）参照）。このため、傷等の欠陥が、このような管端から離れたところに存在すれば、欠陥による渦電流変化（磁束変化）が、一対の検出コイル２，２間で、インピーダンス差となって現れ、探傷が正常に行われるのである。

しかしながら、図１（ｂ）に示されるように、渦流探傷プローブ６が、管端の近傍にある場合には、磁場分布に管端の影響が現れて、移動方向の前後の検出コイル２，２間において磁場分布のバランスが崩れ、欠陥によって生じる検出コイル２，２間のバランス変化（具体的には、インピーダンス差や電圧差）よりも著しく大きなバランス変化が生じる。このため、管端近傍における欠陥の有無に拘わらず、極めて大きな疑似欠陥信号（多くの場合、ダイナミックレンジを超える検出信号）が現れて、管端近傍に欠陥が存在していても、疑似欠陥信号が被って検出できないといった問題が生じていたのである。

このように、所定の長さに切断された管等の導電性被検体の検査を行う場合には、端部まで保証されることが望ましいものの、管端に生じる不感帯（検査不能な領域）が大きな問題となっていたのであり、この不感帯を最小限にするために、特許文献１には、探傷コイルの差動検出コイルバランスの変化の時定数を下げたり、また、特許文献２には、光電スイッチを用いるなどして、別手段で管端を検出し、回路を切り替える等、信号処理にて不感帯を制御する方法が明らかにされており、更に、特許文献３には、管端の検出信号に基づいて、管端のみ励磁電流を増加させる方法が提案されているが、それらの手法は何れも、根本的に不感帯を減じたものではない。つまり、これらの従来技術は、管端で生じる磁場分布のバランスのズレを根本的に抑制乃至は軽減せしめるものではなく、磁場分布のバランスが崩れた影響下で、特定の信号処理をすることによって、検出コイルブリッジバランス変化の影響を抑えて、不感帯を減ずるものであったのである。

特開昭５９−８５９５２号公報特開平４−１１５１５６号公報実開平２−５５１６０号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、導電性被検体の端近傍で生じる磁場分布の変化を効果的に抑制して、導電性被検体の端近傍の不感帯を有利に短くし得る渦流探傷プローブを提供することにある。

そして、かかる課題の解決のために、本発明の要旨とするところは、導電性被検体の検知表面上を相対的に移動して、該導電性被検体の探傷を行う自己比較方式の渦流探傷プローブであって、前記導電性被検体に対する相対的な移動方向において所定の間隔をあけて配設された一対の検出コイルを有すると共に、該一対の検出コイルの移動方向前方側及び後方側にそれぞれ位置するように、透磁性材料又は導電性材料からなる一対のシールド体を、それぞれ、該一対の検出コイルに接触しないようにして近接配置せしめ、且つ、（ｉ）該一対のシールド体の前記検知表面側の面を、該検知表面に対して該一対の検出コイルの検知表面側の面と面一となるように、若しくは（ii）該検知表面に対して該一対の検出コイルの検知表面側の面よりも突き出た状態で近接するように、配置せしめて、少なくとも該一対のシールド体から前記移動方向の外方に向かう磁束が遮蔽されるように構成したことを特徴とする渦流探傷プローブにある。

なお、かかる本発明に従う渦流探傷プローブの好ましい態様の一つによれば、前記一対のシールド体が、前記導電性被検体の検知表面とは反対側の端部において、前記一対の検出コイルに接触しない状態で相互に連結されて、一体化せしめられ、前記一対の検出コイルが、該導電性被検体の検知表面側を除いて、該一体化されたシールド体により取り囲まれるように構成されている。

また、本発明における別の好ましい態様の一つによれば、（Ａ）励磁コイルが、前記一対の検出コイルに接触せず且つ近接した状態で、該一対の検出コイル間に配設され、該励磁コイルが磁場を発生せしめる一方、該一対の検出コイルが、該磁場によって前記導電性被検体に生ずる渦電流の変化を検出するようにした、「相互誘導形自己比較方式」の渦流探傷プローブ、（Ｂ）励磁コイルが、前記一対の検出コイルに接触せず且つ近接した状態で、該一対の検出コイルの周りを取り囲むように配設され、該励磁コイルが磁場を発生せしめる一方、該一対の検出コイルが、該磁場によって前記導電性被検体に生ずる渦電流の変化を検出するようにした、「相互誘導形自己比較方式」の渦流探傷プローブ、又は、（Ｃ）前記一対の検出コイルが、磁場を発生せしめると共に、該磁場によって前記導電性被検体に生ずる渦電流の変化を検出する、「自己誘導形自己比較方式」の渦流探傷プローブであることが望ましい。

さらに、本発明の望ましい態様の他の一つによれば、（ア）同軸的に配置された前記一対の検出コイルが、前記導電性被検体の内部に挿入されて、該導電性被検体を探傷する、「内挿型」の渦流探傷プローブ、（イ）同軸的に配置された前記一対の検出コイルに、前記導電性被検体を貫通せしめて、該導電性被検体を探傷する、「貫通型」の渦流探傷プローブ、又は（ウ）それぞれの中心軸が平行となるように配置された前記一対の検出コイルを、前記導電性被検体の検知表面に対して該中心軸がそれぞれ交差するように（略直交するように）相対的に移動せしめて、該導電性被検体を探傷する、「上置型」の渦流探傷プローブであることが望ましい。

このように、本発明に従う渦流探傷プローブにあっては、一対の検出コイルに接触しないように近接配置された、透磁性材料又は導電性材料からなる一対のシールド体によって、シールド体の外方に向かう磁束が遮蔽されるようになっているところから、励磁コイル（自己誘導形の場合は、検出コイル）によって形成された磁場分布が、一対のシールド体の間で制限されるようになっているのである。また、一対のシールド体は、それぞれ、検出コイルに近接した状態で配置されているところから、シールド体間の距離自体も狭く設定されているのである。

しかも、本発明においては、（ｉ）一対のシールド体の検知表面側の面が、導電性被検体の検知表面に対して、一対の検出コイルの検知表面側の面と面一となるように、若しくは（ii）導電性被検体の検知表面に対して、一対の検出コイルの検知表面側の面よりも突き出た状態で近接するように、一対のシールド体が配置されているところから、換言すれば、シールド体−検知表面間の距離が、検出コイル−検知表面間の距離と同じか、或いは、シールド体−検知表面間の距離が、検出コイル−検知表面間の距離よりも短くなるように、一対のシールド体が配置されているところから、磁束の遮蔽効果が高く、シールド体の外方に磁束が漏れ出るようなことが、極めて有利に防止され得るようになっているのである。

それ故、本発明に従う渦流探傷プローブにあっては、シールド体よりも外方に位置する、導電性被検体の端の影響を受けにくく、導電性被検体の端近傍で生じる磁場分布のバランス変化が効果的に抑制され得て、導電性被検体の端近傍の不感帯を有利に減ずることができるのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図２には、本発明に従う渦流探傷プローブの一実施形態を示す断面図が、概略的に示されている。かかる図２において、１０は、相互誘導形自己比較方式の内挿型の渦流探傷プローブであって、励磁コイル１２と、一対の検出コイル１４ａ，１４ｂと、一対のシールド体１６ａ，１６ｂとが、励磁コイル１２を中央にして、それぞれ、軸方向に所定の間隔をあけて、非導電性且つ非透磁性である樹脂材料からなる略円柱状のホルダ部１８に同軸的に保持されている。

より具体的には、励磁コイル１２は、樹脂材料からなる略円柱状のボビン２０の外周面に略等間隔で設けられた３つの円環状のコイル形成用凹溝のうち、中央に位置する凹溝に、所定の巻数となるように巻き付けられている一方、一対の検出コイル１４ａ，１４ｂは、励磁コイル１２が巻き付けられた凹溝の両側の凹溝に、それぞれ、同一の巻数においてそれぞれ逆方向に巻き付けられている。このとき、それら励磁コイル１２と検出コイル１４ａ，１４ｂは、検査対象である導電性被検体に接触しないように、その外周面が、ボビン２０の外周面よりも突出しないように、ボビン２０の外周面と略面一となるように巻き付けられて、配設されている。なお、ここにおいて、それら３つのコイル間の間隔としては、接触せず且つ近接しておれば、特に限定されるものではなく、従来と同様な間隔が採用され得るところである。

そして、このようにしてボビン２０に同軸的に巻き付けられた励磁コイル１２と検出コイル１４ａ，１４ｂのリード線２１は、それぞれ、図２に示されるように、励磁コイル１２及び検出コイル１４ａ，１４ｂの配設位置からボビン２０の中心に向かって径方向に延びる、リード線を通すことが可能な小さな径の配線用穴２２に通されている。

また、ボビン２０の中央部には、配線用穴２２に挿通されたリード線２１を通し、且つ、ボビン２０を、ホルダ基部３０に対して、同軸的に取り付けるための取付孔２４が設けられている。そして、その取付孔２４内に、ホルダ基部３０に一体的に形成された、取付孔２４の内径と略同程度の外径を有する、長手の円筒形状を呈する管状突部３１が挿入されている。これにより、ボビン２０が、ホルダ基部３０に対して、同軸的に配置されている。また、ホルダ基部３０に一体的に設けられた円筒状突部３１には、その長さ方向の中間部に、所定の長さの連通穴２５が設けられており、ホルダ基部３０の管状突部３１に、ボビン２０を外嵌させて取り付けた状態において、その連通穴２５が、ボビン２０に設けられた配線用穴２２に連通せしめられている。そして、配線用穴２２に挿通されたリード線２１は、かかる連通穴２５を通って、ホルダ基部３０の管状突部３１の内孔２６内に導入され、ホルダ基部３０の外部へと通されている。

そして、本実施形態においては、ボビン２０の両端面に、磁束を遮蔽することが可能な材料からなる、所定厚さの円板状のシールド体１６ａ，１６ｂ（図３参照）が、それぞれ、当接した状態で、同軸的に配設されている。より具体的には、シールド体１６ａ，１６ｂにも、その中央部に、ホルダ基部３０に対してシールド体１６ａ，１６ｂを同軸的に取り付けるための取付孔１７ａ，１７ｂが、ホルダ基部３０の円筒状突部３１の外径と略同程度の内径で設けられており、シールド体１６ｂ、ボビン２０及びシールド体１６ａのそれぞれの取付孔１７ｂ，２４，１７ａ内に、順次、ホルダ基部３０の円筒状突部３１が内挿されて、隣り合う部材同士が当接されることによって、それらシールド体１６ａ，１６ｂとボビン２０が、同軸的に配置され、ボビン２０が、一対のシールド体１６ａ，１６ｂにて挟持された構成となっている。そして、ボビン２０の軸方向両側の外周部分が、シールド体１６ａと検出コイル１４ａ、及びシールド体１６ｂと検出コイル１４ｂを仕切る区切り部２３ａ，２３ｂとなって、各シールド体１６ａ，１６ｂは、各検出コイル１４ａ，１４ｂに直に接触せず、且つ検出コイル１４ａ，１４ｂから区切り部２３ａ，２３ｂの厚さに相当する所定の間隔：Ｄ₁，Ｄ₂（図４参照）をあけて、プローブ１０の移動方向（図２中、左右方向）の前方側及び後方側に配設され、これにて、シールド体１６ａ，１６ｂからプローブ１０の移動方向の外方に向かう磁束が遮蔽されるようになっている。

ここにおいて、上記シールド体１６ａ，１６ｂの材料としては、透磁率が高く、磁束を通しやすい、フェライト、パーマロイ、センダスト等の透磁性材料や、透磁率は高くないものの、磁束を遮蔽し得る、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、非磁性ＳＵＳ等の導電性材料を例示することができる。

そして、シールド体１６ａ，１６ｂとして、透磁性材料を用いる場合には、磁束が透磁性材料内を流れて、外部への磁束の漏洩が極めて効率的に防止され得るのであり、また、透磁性が高く、導電性が比較的低い材料では、渦電流損が小さく、検出感度の低下を抑制することができるといった利点が得られる。一方、シールド体１６ａ，１６ｂとして、導電性材料を用いる場合には、渦電流損が生じて、透磁性材料ほどの検出感度は得られないものの、シールド体１６ａ，１６ｂの厚みを調整することによって、充分な遮蔽効果が得られると共に、加工性に優れ、複雑な形状であっても、導電性被検体の形状に応じたものを、容易且つ安価に作製することができるといった利点がある。

なお、シールド体１６ａ，１６ｂの厚みは、使用する材料に応じて、適宜に設定されることとなるが、シールド体１６ａ，１６ｂの厚み自体も、金属管等の導電性被検体の端部近傍に生じる不感帯となるため、可能な限り薄くすることが望ましい。一方、シールド効果を十分に得るためには、即ち、管端等の導電性被検体の端部の影響を十分に除くためには、ある程度の厚み以上となるように設定されることが望ましい。具体的には、導電性材料を用いた場合、シールド体１６ａ，１６ｂの厚みとしては、薄すぎると信号特性に変化が生じるようになることから、好ましくは０．５ｍｍ〜３ｍｍ、またシールド体１６ａ，１６ｂの剛性や取扱い性を考慮すると、１ｍｍ〜２ｍｍがより一層望ましい。また、透磁性材料の場合、その透磁率は、導電性材料の透磁率の数十倍〜数百倍であるところから、厚みは、導電性材料からなるシールド体の厚みの数十分の一から数百分の一でよく、例えば、１０μｍ以上の均質コーティングからなる膜にて、シールド体１６ａ，１６ｂを構成することも可能であるが、検出コイル１４ａ，１４ｂの両側に配置するシールド体１６ａ，１６ｂの厚みは、プローブ１０の移動方向（図２中、左右方向）における磁場のバランスが良好に確保され得るように、同一である必要があるため、形状出しや厚みの均一性を考慮して、数ｍｍ程度の板状体が望ましい。

さらに、各検出コイル１４ａ，１４ｂと各シールド体１６ａ，１６ｂとの間隔：Ｄ₁，Ｄ₂（図４参照）は、狭いほど（シールド体１６ａ，１６ｂが検出コイル１４ａ，１４ｂに近接するほど）、検出コイル１４ａ，１４ｂが導電性被検体の端部（例えば、管端）に近づき、端部よりも内側に位置するシールド体１６ａ，１６ｂの効果で、不感帯を短くすることができることから、好ましくはボビン２０に検出コイル１４ａ，１４ｂを形成する上で必要とされる区切り部２３ａ，２３ｂの最小限の厚みと同じか、それ以上とされることが好ましいが、アルミニウム等の導電性材料からなるシールド体１６ａ，１６ｂを用いた場合には、間隔：Ｄ₁，Ｄ₂が狭すぎると、欠陥検出感度：Φ（Ｗｂ／ｔｕｒｎ）が、渦流損失により大きく低下する一方、間隔：Ｄ₁，Ｄ₂が広すぎても、欠陥検出感度が飽和状態となって感度の上昇が得られない傾向があるところから、好ましくは２ｍｍ以下、より好ましくは１〜１．５ｍｍ程度とされることが望ましい。一方、透磁性材料からなるシールド体１６ａ，１６ｂを用いた場合には、上記導電性材料とは異なり、磁束が表面に集中し、渦流損失が少ないため、間隔：Ｄ₁，Ｄ₂は狭いほどよいものの、検出コイル１４ａ，１４ｂとシールド体１６ａ，１６ｂを組み合わせて形成するには、ある程度の厚さの区切り部２３ａ，２３ｂが必要となり、上記導電性材料の場合と同様に、１．０〜１．５ｍｍ程度が望ましい。なお、検出コイル１４ａとシールド体１６ａとの間隔：Ｄ₁と、検出コイル１４ｂとシールド体１６ｂの間隔：Ｄ₂は、プローブ１０の移動方向（図２中、左右方向）における磁場のバランスが良好に確保され得るように、同一の間隔（Ｄ₁＝Ｄ₂）とされる。

また、シールド体１６ａ，１６ｂは、図２に示されるように、ボビン２０と略同一の直径を有している。このため、図４に示されるように、シールド体１６ａ，１６ｂの外周面は、ボビン２０の外周面と略面一となっており、以て、ボビン２０に略面一となるように巻回された励磁コイル１２や検出コイル１４ａ，１４ｂの外周面とも、略面一とされている。従って、プローブ１０を金属管等の導電性被検体に内挿した際に、シールド体１６ａ，１６ｂが、コイル（１２，１４ａ，１４ｂ）と同様に導電性被検体の検知表面に近接することとなって、シールド体１６ａ，１６ｂによる遮蔽効果が有利に発現されるようになっているのである。ここで、上記「検知表面」とは、導電性被検体の表面のうち、プローブ１０が対峙されて、導電性被検体に生じた渦電流の検知が行われる表面をいうものとする。なお、シールド体１６ａ，１６ｂの外径が、励磁コイル１２や検出コイル１４ａ，１４ｂの外径より小さく、励磁コイル１２や検出コイル１４ａ，１４ｂの方が導電性被検体の検知表面に近接する場合には、シールド体１６ａ，１６ｂによる磁束の遮蔽効果が充分に発揮され得なくなって、磁束が漏れやすく、導電性被検体の端部の影響を受けるようになるのである。

また、本実施形態では、上述せるように、シールド体１６ａ，１６ｂに、同一の大きさの取付孔１７ａ，１７ｂがそれぞれ形成されており、同軸的に配置された一対の検出コイル１４ａ，１４ｂの両側にそれぞれ近接配置されたシールド体１６ａ，１６ｂによる磁束の遮蔽効果が、プローブ１０の移動方向の前後で略同等となる。なお、上記シールド体１６ａ，１６ｂに形成される取付孔１７ａ，１７ｂの大きさとしては、シールド体１６ａ，１６ｂによる遮蔽作用を有利に享受すべく、可及的に小さくすることが望ましいのであり、少なくとも、コイル（１２，１４ａ，１４ｂ）のリード線２１を挿通することができる大きさ（概略０．５ｍｍ程度以上）で、シールド体１６ａ，１６ｂの面積の１０％以下となる径（具体的には、５ｍｍ以下）の直径となるように設計されることが望ましい。

また更に、シールド体１６ａ，１６ｂの、ボビン２０に当接した面とは反対側の端面には、それぞれ、樹脂材料からなるホルダ先端部２８とホルダ基部３０が、当接した状態で、同軸的に且つ互いに固定的に取り付けられており、それらホルダ先端部２８とホルダ基部３０によって、一対のシールド体１６ａ，１６ｂとボビン２０の一体物が、挟持された構造となっている。

より詳細には、ホルダ先端部２８は、図２に示されるように、全体として、ボビン２０の外径よりも小さな外径の円柱形状を呈しており、金属管等の導電性被検体にプローブ１０を挿入し易くするために、先端側（図２中、左側）の外周面が、先端に向かって先細りするテーパ面とされている。また、ホルダ先端部２８の他端側には、径方向外方に円環状に突出するフランジ部３２が形成されている。このフランジ部３２の外径は、シールド体１６ａの外径と略同一となっている。また、フランジ部３２が設けられた側の端面には、その中央に、内周面に雌ねじが設けられた所定の深さの取付穴２９が設けられている。そして、かかる取付穴２９に、先端側の外周面に雄ねじが設けられた、ホルダ基部３０の管状突部３１を挿入し、ホルダ先端部２８を周方向に相対的に回転させて雄ねじと雌ねじを螺合せしめることによって、図２に示されるように、ホルダ先端部２８、シールド体１６ａ，１６ｂ、ボビン２０及びホルダ基部３０が、同軸的に配置され、且つ離脱不能に一体化されている。

また一方、ホルダ基部３０は、全体として、上記ホルダ先端部２８と略同程度の外径の円柱形状を呈しており、その中心には、管状突部３１に連通する貫通孔が設けられ、励磁コイル１２や検出コイル１４ａ，１４ｂから続くリード線２１が、挿通されている。また、シールド体１６ｂ側の端部には、上記ホルダ先端部２８のフランジ部３２と同様な、径方向外方に円環状に突出するフランジ部３４が形成されている。このフランジ部３４の外径も、シールド体１６ｂの外径と略同一となっている。更に、かかるフランジ部３４が設けられた側の端面には、その中央に、リード線２１を通すことが可能な程度の小さな内孔２６を有する管状突部３１が、シールド体１６ａ，１６ｂ及びボビン２０を軸方向に貫通するのに十分な長さをもって、ホルダ先端部２８側に向かって延びるように突設されている。そして、上述のように、管状突部３１が、シールド体１６ａ，１６ｂ及びボビン２０の取付孔１７ａ，１７ｂ，２４内に挿入され、管状突部３１の先端側の外周面に設けられた雄ねじとホルダ先端部２８の取付穴２９の内周面に設けられた雌ねじが螺合されて、ホルダ先端部２８が螺子止めされることによって、ホルダ基部３０のフランジ部３４側の端面に、シールド体１６ｂの端面が当接した状態で、固定されている。また更に、ホルダ基部３０の他端側（図２中、右側）には、所定の深さにおいて、上記内孔２６に比べて大きな径の凹陥部３６が形成されていると共に、軸方向外方に突出する円筒状の係合突部３８が凹陥部３６と同軸的に形成されている。かかる係合突部３８の外周面には、雄ねじが形成されている。また、かかる係合突部３８の端面には、周方向に所定の間隔をあけて、リード線を半田付けするための、導電性金属材料からなる複数のピン４０が、長さ方向の一部を係合突部３８に埋設した状態で、脱抜不能に固設されている。

そして、本実施形態では、励磁コイル１２及び検出コイル１４ａ，１４ｂからの複数のリード線２１が、ホルダ基部３０の凹陥部３６内で、それぞれ１本ずつに散けて、係合突部３８に固設されたピン４０に、それぞれ、半田付けされている。また、各リード線が半田付けされたピン４０には、それぞれ、ケーブル４２の一端が連結され、該ケーブル４２の他端が、図示しない渦流探傷装置の本体に接続されている。また、本実施形態では、複数のケーブル４２が纏められて、プローブ１０に固定された保護チューブ内に挿入されている。

さらに、ホルダ基部３０の、係合突部３８が設けられた側の端部には、樹脂材料からなる、略有底円筒状のカバー部４４が螺合されて、一体的に取り付けられている。具体的には、かかるカバー部４４は、その外径がホルダ基部３０と略同程度とされると共に、内径が、ホルダ基部３０の係合突部３８の外径と略同程度とされており、カバー部４４の開口端側の内面に設けられた雌ねじとホルダ部３０の係合突部３８の外面に設けられた雄ねじとを螺合せしめることによって、カバー部４４の開口側端面が、ホルダ基部３０の端面に当接した状態で、カバー部４４とホルダ基部３０とが、外周面において面一に固定されている。

また、カバー部４４の、上記開口端とは反対側の底壁部４６には、その中央に、貫通孔が形成されており、かかる底壁部４６に形成された貫通孔から、ケーブル４２が、プローブ１０の外部に取り出されている。

かくして、上述せる如き構造の相互誘導形自己比較方式の内挿型の渦流探傷プローブ１０は、通常、プローブ１０の外径よりも大きな内径を有する金属管等の導電性被検体の内部に挿入されて、その探傷に用いられるのである。かかるプローブ１０を用いて、導電性被検体である金属管の探傷を行うには、従来と同様な手法が採用され得るのであり、例えば、以下のようにして、渦流探傷操作が実施されることとなる。

すなわち、先ず、プローブ１０を、ホルダ先端部２８側から、導電性被検体である金属管内に挿入し、プローブ１０或いは金属管を相対的に移動させて、プローブ１０を、金属管の他端側まで挿通せしめる。その後、金属管の検知表面にコイル（１２，１４ａ，１４ｂ）が接触しないように、プローブ１０に接続されたケーブルを一定の速度で引き戻して、プローブ１０を、検知表面に対して、一定速度で相対的に移動せしめる一方、公知の信号処理操作を行い得る図示しない渦流探傷装置本体から、励磁コイル１２に対して、所定の周波数の交流電流を流して、励磁コイル１２の周囲に磁場（交番磁界）を発生せしめると共に、かかる磁場によって金属管に生じた渦電流の変化を、検出コイル１４ａ，１４ｂにて検知し、その検知信号を、図示しない渦流探傷装置本体に設けられた演算処理装置にて処理することによって、欠陥を検出するのである。この際、金属管内でのプローブ１０のガタ付きを抑制して、プローブ１０の中心軸と金属管の中心軸とを一致せしめるために、金属管の内表面を傷付けない限りにおいて、金属管の内径とプローブの外径との差を埋めるためのスペーサ部材（例えば、樹脂製の面ファスナ等）を、プローブ１０のホルダ先端部２８、ホルダ基部３０及びカバー部４４等の外周面に、取り付けるようにしてもよい。

このようにして、本実施形態のプローブ１０を用いて、渦流探傷を行えば、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、所定の間隔をあけて３つのコイル（ホルダ先端部２８側から順に、検出コイル１４ａ、励磁コイル１２、検出コイル１４ｂ）が巻き付けられたボビン２０の、移動方向前方側及び後方側に、透磁性材料若しくは導電性材料からなる一対のシールド体１６ａ，１６ｂが、それぞれ、検出コイル１４ａ，１４ｂに接触しない状態で近接配置せしめられ、且つ、シールド体１６ａ，１６ｂの検知表面（金属管４８の内表面５２）側の面、即ち、シールド体１６ａ，１６ｂの外周面が、検出コイル１４ａ，１４ｂの外周面と略面一とされているところから、少なくともシールド体１６ａ，１６ｂから、移動方向の外方に向かう磁束、換言すれば、シールド体１６ａからホルダ先端部２８側（図５中、左側）に向かう磁束とシールド体１６ｂからホルダ基部３０側（図５中、右側）に向かう磁束が、シールド体１６ａ，１６ｂによって極めて効果的に遮蔽され、以て、シールド体１６ａ，１６ｂにて、励磁コイル１２が形成する磁場分布が制限され得るようになっているのである。

その結果、本実施形態の渦流探傷プローブ１０によれば、シールド体１６ａ，１６ｂよりも外方（シールド体１６ａの位置よりもホルダ先端部２８側及びシールド体１６ｂの位置よりもホルダ基部３０側）に位置する金属管４８の管端５０の影響が極めて効果的に低減され得て、管端５０近傍で生じる磁場分布のバランスの変化が効果的に抑制乃至は軽減され、以て、金属管４８の管端５０近傍の不感帯が、従来のシールド体を有さないプローブを用いる場合に比して、極めて効果的に短縮され得るのである。

以上、本発明の具体的な構成について、上記相互誘導形自己比較方式の内挿型の渦流探傷プローブ１０を一例に挙げて詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約を受けるものではない。

例えば、図６〜図８及び図１０〜１３には、導電性被検体の検知表面に対するコイルとシールド体の配設位置が容易に理解され得るように、本発明に従う渦流探傷プローブを、概念的に表した断面図（コイル及びシールド体以外の部位を省略した図）が示されているのであるが、本発明に従う渦流探傷プローブは、上記実施形態のように、励磁コイル１２によって磁場を発生せしめる一方、形成された磁場によって導電性被検体（金属管４８）に生じた渦電流の変化を一対の検出コイル１４ａ，１４ｂで検出する「相互誘導形自己比較方式」のプローブ（図６（ａ）参照）以外にも、図６（ｂ）に示されるように、一対の検出コイル５４ａ，５４ｂで、磁場を発生せしめると共に、かかる磁場によって導電性被検体（４８）に生じた渦電流の変化を検出する「自己誘導形自己比較方式」のプローブであってもよいのである。なお、図６以降に示される他の実施形態に関しては、その理解を容易とするために、同様な構造を有する部位には、同一の符号を付した。

さらに、本発明に従う渦流探傷プローブは、かかる図６（ａ），（ｂ）に示されるように、同軸的に配置された一対の検出コイル１４ａ，１４ｂ，５４ａ，５４ｂを金属管４８等の導電性被検体の内部に接触しないように挿入して、導電性被検体（図６では、金属管４８）を探傷する「内挿型」以外にも、図７（ａ），（ｂ）に示されるように、金属管４８や棒等の導電性被検体を、同軸的に配置された一対の検出コイル５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂに接触しないように貫通せしめて、導電性被検体（図７では、金属管４８）を探傷する「貫通型」のプローブであっても、更には、図８に示されるように、各中心軸が平行となるように配置された一対の検出コイル６２ａ，６２ｂを、それらの中心軸が金属板６４等の導電性被検体の検知表面（図８では、上面６６）に対して交差した状態で、より具体的には、一対の検出コイル６２ａ，６２ｂの中心軸が検知表面（上面６６）に対して実質的に直交した状態で、検知表面（上面６６）に接触しないように相対的に移動せしめて、導電性被検体（金属板６４）の探傷を行う「上置型」のプローブであっても何等差し支えないのである。

なお、上置型のプローブにおいては、図８にも示されるように、シールド体６３が、一対の検出コイル６２ａ，６２ｂの移動方向（図８中、左右方向）の前方側及び後方側のみならず、移動方向に直交する側方側にも設けられているのであり、これにて、シールド体６３から移動方向の外方に向かう磁束のみならず、側方に向かう磁束も遮蔽され得るようになっているのである。つまり、上置型のプローブにおいては、一対の検出コイル６２ａ，６２ｂの移動方向の前方側及び後方側に所定の間隔をあけて対向配置された一対の板状のシールド体６３ａ，６３ｂが、長手方向の両端側で、検出コイル６２ａ，６２ｂに接触しない状態で、相互に連結されて、一体化せしめられ、一つの矩形枠体状のシールド体６３とされているのである。このため、かかる矩形枠体状のシールド体６３にて囲まれた部分から外方へ向かう磁束が効果的に遮蔽され得るようになっているのである。つまり、導電性被検体（金属板６４）を探傷するに際しては、導電性被検体の端部の影響が、プローブの移動方向の前後側からだけではなく、側方側からも生ずるところから、図８においては、検出コイル６２ａ，６２ｂの周囲を、枠体状のシールド体６３で取り囲む構造が採用されているのである。

また、図７において例示されたプローブのうち、図７（ａ）に係る相互誘導形自己比較方式の貫通型の渦流探傷プローブの一実施形態が、図９に、断面形態において、概略的に示されている。この実施形態においては、プローブ６８内に、導電性被検体（図９中、一点鎖線で示した金属管４８）が貫通され得るように、プローブ６８は、全体として、筒状とされている。

より具体的には、プローブ６８は、励磁コイル７０、一対の検出コイル７２ａ，７２ｂ、及び一対のシールド体７４ａ，７４ｂを有して構成されている。そのうち、励磁コイル７０及び検出コイル７２ａ，７２ｂは、樹脂材料からなる略円筒状のボビン７６の外周面に略等間隔で設けられた３つの円環状の凹溝のそれぞれに、同軸的に巻き付けられており、励磁コイル７０が、一対の検出コイル７２ａ，７２ｂに接触せず且つ近接した状態で、検出コイル７２ａ，７２ｂの間に位置するように、配設されている。

さらに、ボビン７６の両側の端面には、透磁性材料又は導電性材料からなる、所定の厚さの円環板状のシールド体７４ａ，７４ｂが、それぞれ、例えば、エポキシ系接着剤等の公知の接着剤にて接合されており、これにて、ボビン７６が、一対のシールド体７４ａ，７４ｂに挟持された状態で、互いに、固定された構造となっている。この本実施形態においても、ボビン７６の軸方向両側の部分が、シールド体７４ａと検出コイル７２ａ、及びシールド体７４ｂと検出コイル７２ｂを仕切る区切り部となって、上述せる如き実施形態と同様に、各検出コイル７２ａ，７２ｂと各シールド体７４ａ，７４ｂとは、直に接することなく、所定の間隔：Ｄ₃，Ｄ₄をあけて、プローブ６８の移動方向（図９中、左右方向）の前方側及び後方側に配設され、シールド体７４ａ，７４ｂからプローブ６８の移動方向の外方に向かう磁束が遮蔽されるようになっている。これらの間隔：Ｄ₃，Ｄ₄は、狭いほど磁場分布が狭くなって、不感帯を短くすることができるところから、前述のＤ₁，Ｄ₂と同様な間隔とされることが、望ましい。

また、対向配置された一対のシールド体７４ａ，７４ｂの更に外側には、樹脂材料からなる円筒状のホルダ部７８ａ，７８ｂが、それぞれ、同軸的に取り付けられている。具体的には、ホルダ部７８ａ，７８ｂの向かい合う端面に設けられた、シールド体７４ａ，７４ｂの外径と略同程度の径を有する、嵌合凹部７５ａ，７５ｂ内に、それぞれシールド体７４ａ，７４ｂが挿嵌され、また、当接面において、エポキシ系接着剤等の公知の接着剤で接着されることによって、ホルダ部７８ａ，７８ｂとシールド体７４ａ，７４ｂが、同軸的に固定されている。

そして、図９からも明らかなように、ボビン７６、シールド体７４ａ，７４ｂ、ホルダ部７８ａ，７８ｂは、何れも、内径が略同一とされており、それらが同軸的に接合されることによって、プローブ６８の内孔面が面一とされている。

また、本実施形態においては、シールド体７４ａ，７４ｂの、導電性被検体（金属管４８）の検知表面（外表面６０）側の面、即ち、シールド体７４ａ，７４ｂの内周面８０ａ，８０ｂが、検出コイル７２ａ，７２ｂの内周面８２ａ，８２ｂよりも、金属管４８の外表面６０に対して突き出ている。換言すれば、シールド体７４ａ，７４ｂの内周面８０ａ，８０ｂの方が、検出コイル７２ａ，７２ｂの内周面８２ａ，８２ｂよりも、金属管４８の外表面６０に近接している。このため、励磁コイル７０によって形成される磁束が、シールド体７４ａ，７４ｂから外方に向かって漏れ出るようなことが極めて効果的に抑制され、以て、検出コイル７２ａ，７２ｂが、シールド体７４ａ，７４ｂから漏れ出た磁束によって生ずる渦電流の変化を検出してしまうようなことが有利に抑制され得るようになっているのである。

その他、本発明に従う渦流探傷プローブは、上記した図２〜図９に示されるプローブ以外にも、図１０，１１に示されるように、励磁コイル８４，８６が、一対の検出コイル８８ａ，８８ｂ，９０ａ，９０ｂに接触せず且つ近接した状態で、一対の検出コイル８８ａ，８８ｂ，９０ａ，９０ｂの周りを取り囲むように配置される構造の、「相互誘導形自己比較方式」のプローブであってもよい。このようなコイル構造とすることによって、励磁コイル８４，８６の線太さや巻数に自由度が得られることとなって、電流量を増やしたり、巻線数を増加させることが可能となり、より一層大きな励磁力を得ることができるようになる。

また、貫通型のプローブにおいては、図７や図９、図１０に示されるように、一対のシールド体が、それぞれ、独立して設けられていたが、図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、導電性被検体（金属管４８）の移動方向（図１２中、左右方向）の前方側及び後方側に設けられた一対のシールド体９２ａ，９２ｂ，９４ａ，９４ｂ，９６ａ，９６ｂが、導電性被検体（金属管４８）の検知表面（外表面６０）とは反対側の端部において、検出コイル５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ，８８ａ，８８ｂ及び励磁コイル５５，８４に接触しない状態で、相互に連結されて、一体化せしめられていてもよいのであり、このように、検出コイル５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ，８８ａ，８８ｂ及び励磁コイル５５，８４を、導電性被検体（金属管４８）の検知表面（外表面６０）側を除いて、一体化されたシールド体９２，９４，９６にて取り囲むことによって、磁束が径方向外方に漏れ出るようなことも有利に抑制され得る。つまり、図１２（ａ）〜（ｃ）においては、シールド体９２，９４，９６が、全体として、略有底円筒状とされており、その両端の円環状の底壁部だけでなく、周壁部においても、磁束が遮蔽され得るようになっているのである。

加えて、上置型のプローブにおいても、図１３（ａ），（ｂ）に示されるように、シールド体９８，１００が、導電性被検体（金属板６４）の検知表面（上面６６）とは反対側の端部において、検出コイル６２ａ，６２ｂ，９０ａ，９０ｂ及び励磁コイル８６に接触しない状態で、連結されていてもよいのであり、このように、検出コイル６２ａ，６２ｂ，９０ａ，９０ｂ及び励磁コイル８６を筺体状のシールド体９８，１００にて取り囲むことによって、磁束が検知表面（上面６６）の上方から漏れ出るようなことも有利に抑制され得る。

以上、図面に記載された渦流探傷プローブについて詳述してきたが、これらは例示に過ぎないのであって、種々なる変更を加えることができる。例えば、図９に示される貫通型のプローブ６８では、シールド体７４ａ，７４ｂの外径と励磁コイル７０及び検出コイル７２ａ，７２ｂの外径が略同一とされて、シールド体７４ａ，７４ｂの外周面と、励磁コイル７０及び検出コイル７２ａ，７２ｂの外周面とが、略面一となっていたが、シールド体７４ａ，７４ｂの外周面は、コイルの外周面と面一とされる必要はない。貫通型のプローブにおいては、好適には、図７や図１０に示されるように、シールド体が、励磁コイル及び検出コイルのうち、最も大きなコイルの外径（以下、コイル最大径と言う）よりも大なる外径を有していることが望ましく、こうすることによって、シールド体による遮蔽効果がより一層有利に発揮される。より好適には、シールド体の外径からコイル最大径を差し引いた差分が、コイル最大径から導電性被検体の外径を差し引いた差分と同程度となるような大きさとされることが、より一層望ましい。

加えて、上置型のプローブにおいても、図８や図１１に示されるように、好適には、シールド体が、励磁コイル及び検出コイルのうち、高さ（軸方向の長さ）が最も大きなコイルよりも大なる高さを有していることが望ましく、こうすることによって、シールド体による遮蔽効果がより一層有利に発揮されるが、シールド体の高さを、コイルの高さと同程度とすることも勿論可能である。

また、図２に示される前記実施形態においては、シールド体１６ａ，１６ｂの外径が、励磁コイル１２や検出コイル１４ａ，１４ｂの外径と略同一とされて、外周面が面一になっていたが、シールド体１６ａ，１６ｂが、導電性被検体の検知表面に当接しない限りにおいて、シールド体１６ａ，１６ｂの外径を大きくして、励磁コイル１２や検出コイル１４ａ，１４ｂの外周面よりも、突出させて、検知表面に近接せしめることも可能である。

さらに、プローブの全体形状や、各シールド体、コイルの形状も、例示のものに、特に限定されるものではなく、導電性被検体の形状等に応じて適宜に変更可能であり、例えば、導電性被検体が、断面矩形状の金属管の場合には、その形状に応じて、矩形状にすることも、勿論可能である。更にまた、シールド体やコイルを保持するホルダ部の全体形状も、例示のものに何等限定されるものではなく、導電性被検体の形状等に応じて適宜に変更され得る。

また、図２や図９に示される実施形態では、シールド体１６ａ，１６ｂ，７４ａ，７４ｂ、ボビン２０，７６、ホルダ先端部２８、ホルダ基部３０、ホルダ部７８ａ，７８ｂ等がねじや接着剤にて固定されていたが、それらの固定方法も、特に限定されるものではなく、例えば、ボビン２０の軸方向の両端に雄ねじ部を設ける一方、ホルダ先端部２８及びホルダ基部３０に雌ねじ部を設け、それらの間にシールド体１６ａ，１６ｂを挟んで螺合するようにすることも可能であり、その他、公知の接合方法が採用され得る。

また、図５に示される実施形態では、プローブ１０に接続されたケーブルを一定の速度で引き戻すことによって、プローブ１０を走査していたが、走査手段は、特に限定されるものではなく、リニアアクチュエータ等の公知の手段を採用することが可能である。加えて、上例では、プローブ１０を、金属管の他端側まで挿通せしめた後、所定の速度で引き戻しつつ、探傷を行うようにしていたが、例えば、ホルダとして、棒状の長尺なものを採用する場合には、引き戻しつつ探傷を行うのみならず、所定の速度で挿入しつつ探傷を行うことも可能である。

本発明に従う渦流探傷プローブには、上述のように、種々の方式や型、形状のものが含まれるのであるが、何れの形態のプローブであっても、従来の渦流探傷装置に対して、互換性をもって、接続され得るのである。

また、本発明に従う渦流探傷プローブは、探傷を主たる目的とするものであるが、探傷以外にも、距離センサ（変位センサ）や温度センサ等の渦流センサを採用する各種の用途の何れに対しても、同様に適用可能である。

加えて、本発明は、自己比較方式の渦流探傷プローブを対象とするものであるが、単一方式や標準比較方式においても、本発明と同様にして、検出コイルに対して所定の位置にシールド体を配設するようにすれば、導電性被検体の端近傍で生じる磁場分布の変化が効果的に抑制され得るようになる。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等が加え得るものであることが、理解されるべきである。

−シールド体による不感帯の短縮効果−
図２に示される如き構造の相互誘導形自己比較方式の内挿型の渦流探傷プローブを用いて、導電性被検体である薄肉アルミニウム管（外径：６０ｍｍ、肉厚：１ｍｍ）の傷検査（特に、凹み傷検査）を行った。

具体的には、先ず、アルミニウム管の管端からＸの位置（具体的には、１０ｍｍ、１５ｍｍ、３０ｍｍ、６０ｍｍ）の管内表面に、周方向長さ：１０ｍｍ、軸方向長さ：０．２ｍｍ、深さ：５０μｍの傷（凹み）を人為的に付けた。一方、渦流探傷プローブとしては、シールド体として、透磁性材料であるフェライト（比透磁率μ：５００）を用いたもの（実施例１）、シールド体として、導電性材料であるアルミニウム合金（導電率σ：３．７×１０⁷Ｓ／ｍ）を用いたもの（実施例２）、及び、比較のために、シールド体のないもの（比較例１）を、それぞれ、準備した。また、管内径とコイル外径の隙間：０．５ｍｍ、平均コイル径：５５．５ｍｍ（外径：５７ｍｍ、内径：５４ｍｍ）、コイル幅：１．５ｍｍ、コイル間の間隙：１．５ｍｍ、検出コイルとシールド体の間隔：１．５ｍｍ、シールド体の厚み：２ｍｍ、シールド体の外径：５７ｍｍとし、また、励磁電流は、１００ｍＡとした。

そして、人為的に傷が付けられたアルミニウム管内に、ユニ電子製探傷器（型番：Ｍ３）に接続した渦流探傷プローブを内挿させて、渦流探傷を行い、検出コイルの１ターン当たりを貫く磁束の差（ΔΦ）の変化を求め、得られた結果を、図１４のグラフにプロット
した。かかる図１４中、●は、実施例１（フェライトのシールド体）、■は、実施例２（アルミニウム合金のシールド体）、○は、比較例１（シールド体無し）を、それぞれ、示している。なお、ΔΦは、測定電圧（数十ｍＶ〜数百ｍＶオーダーで、探傷器の増幅度は
数万〜数十万倍；約９０ｄＢ〜１０６ｄＢ）で、次式（Ｉ）を用いて逆算した。また、当該実施例の傷（凹み）を検出する場合、ΔΦは、一般に、３×１０^-14〜１２×１０^-14
（Ｗｂ／ｔｕｒｎ）のオーダーとなる。
Ｖ＝−ｊ・２π・ｎ・ｆ・ΔΦ ・・・（Ｉ）
（ここで、上記式（Ｉ）中、ｊ：虚数単位（ｊ²＝−１）、ｎ＝３５（ターン）、ｆ＝１０００００（Ｈｚ）とした。）

図１４からも明らかなように、シールド体がない比較例１に係るプローブを用いた場合には、ΔΦが、Ｘ＜３０ｍｍで急激に変化して、ΔΦが著しく大きくなっており（オーダ
ーが異なっており）、管端の影響を強く受けていることが認められた。一方、シールド体が設けられた実施例１及び実施例２に係るプローブを用いた場合には、管端近傍のＸ＝１０ｍｍでも、ΔΦが殆ど変化しておらず、傷（凹み）による磁束変化分のみが検出コイル
間に現れ、探傷が正常に行われていることがわかった。即ち、実施例１及び実施例２を比較例１と比べると、不感帯が短くなっている。

また、ΔΦが大きいほど、検出コイルに発生する電圧が高い（即ち、検出感度が高い）
ため有利であると言えるのであるが、実施例１と実施例２を比較すると、透磁性材料（フェライト）を用いた実施例１の方が、導電性材料（アルミニウム合金）を用いた実施例２よりも、ΔΦが大きく、検出感度が高いことが、認められた。なお、検出感度は劣るもの
の、管端の影響を軽減させる目的には、導電性材料でも充分にその効果が発現され得ることがわかった。

−シールド体の厚みの影響−
図２に示される如き構造の相互誘導形自己比較方式の内挿型の渦流探傷プローブを用いて、シールド体の厚みの影響を、バランス点の変化を測定することにより調べた。

具体的には、渦流探傷プローブとして、種々の厚さ（０．５ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ）のアルミニウム合金板をシールド体として配設したもの（実施例３〜５）、及び、比較のために、シールド体のないもの（比較例２）を、それぞれ、準備した。また、管内径とコイル外径の隙間：０．５ｍｍ、平均コイル径：５５．５ｍｍ（外径：５７ｍｍ、内径：５４ｍｍ）、コイル幅：１．５ｍｍ、コイル間の間隙：１．５ｍｍ、検出コイルとシールド板の間隔：１．５ｍｍ、シールドの外径：５７ｍｍとし、また、励磁電流は、１００ｍＡとした。

そして、欠陥が無いアルミニウム管（外径：６０ｍｍ、肉厚：１ｍｍ）内に、ユニ電子製探傷器（型番：Ｍ３）に接続した渦流探傷プローブを内挿し、相対的に移動せしめて、位相０°のＨ信号と、位相９０°のＶ信号を検知し、位相０°の水平の実数項の電圧（○）、及び位相９０°の垂直の虚数項の電圧（□）を、図１５〜図１８のグラフにプロットした。なお、図１５〜図１８に示されるグラフの横軸は、管端から検出コイルまでの距離（管端から、管端に近い側の検出コイルの管端側端部までの距離）である。

かかる図１５〜図１８からも明らかなように、厚さ：０．５ｍｍ（実施例３，図１５）、１ｍｍ（実施例４，図１６）及び３ｍｍ（実施例５，図１７）のアルミニウム合金板をシールド体として用いた場合には、何れも、管端からの距離が５ｍｍ程度で、大きなバランス変化が無くなっているのに対し、シールド体が無い場合（比較例２，図１８）には、管端から２０ｍｍ程度まで、大きなバランス変化が生じていることが認められた。従って、導電性材料であるアルミニウム合金を用いた場合、シールド体の厚みが少なくとも０．５ｍｍ以上で、管端近傍の不感帯が有利に低減されることがわかった。

−シールド体と検出コイルの間隔の影響−
図２に示される如き構造の相互誘導形自己比較方式の内挿型の渦流探傷プローブを用いて、シールド体と検出コイルの間隔の影響を、検出コイルの１ターン当たりを貫く磁束の差（ΔΦ）を測定することにより調べた。

具体的には、渦流探傷プローブとして、シールド体と検出コイルの間隔（Ｄ₁＝Ｄ₂）が、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍであるものを準備した。また、シールド体としては、フェライト板（実施例６）又はアルミニウム合金板（実施例７）を用いた。また、管内径とコイル外径の隙間：０．５ｍｍ、平均コイル径：５５．５ｍｍ（外径：５７ｍｍ、内径：５４ｍｍ）、コイル幅：１．５ｍｍ、コイル間の間隙：１．５ｍｍ、シールド体の厚み：２ｍｍ、シールド体の外径：５７ｍｍとし、また、励磁電流は、１００ｍＡとした。

そして、内表面に人為的に欠陥が設けられたアルミニウム管（外径：６０ｍｍ、肉厚：１ｍｍ）内に、ユニ電子製探傷器（型番：Ｍ３）に接続した渦流探傷プローブを内挿させて、渦流探傷を行い、検出コイルの１ターン当たりを貫く磁束の差（ΔΦ）の変化を求め
、得られた結果を、図１９（実施例６：フェライト）又は図２０（実施例７：アルミニウム合金）のグラフにプロットした。

かかる図１９（実施例６）から明らかなように、シールド体として、透磁性材料であるフェライト（比透磁率μ：５００、導電率σ：２０Ｓ／ｍ）を用いた場合には、間隔が狭いほど、検出感度が高く、渦流損失が少ないことがわかる。一方、図２０（実施例７）から、シールド体として、導電性材料であるアルミニウム合金（比透磁率μ：１、導電率σ：３．７×１０⁷Ｓ／ｍ）を用いた場合には、検出コイルの幅（１．５ｍｍ）と同じ間隔：１．５ｍｍのときと比較して、間隔：０．２ｍｍのときには、渦流損失のために、感度が約６０％に低下している。また、間隔：１．５ｍｍ以上では、感度の増加があまり見られず、飽和状態となることがわかる。

従来の渦流探傷プローブを用いて渦流探傷を実施した際における磁場分布を示す説明図であって、（ａ）は、渦流探傷プローブが管端から充分に離れたところに位置する場合の磁場分布を、（ｂ）は、渦流探傷プローブが管端付近に位置する場合の磁場分布を示している。本発明に従う渦流探傷プローブの一実施形態を示す断面説明図である。図２におけるIII−III断面説明図である。図２における部分拡大説明図である。図２に示される渦流探傷プローブを用いて渦流探傷を実施した際における磁場分布を示す説明図であって、（ａ）は、渦流探傷プローブが管端から充分に離れたところに位置する場合の磁場分布を、（ｂ）は、渦流探傷プローブが管端付近に位置する場合の磁場分布を示している。本発明に従う渦流探傷プローブの実施形態を、コイル及びシールド体以外の部位を省略して概念的に表した断面説明図であって、（ａ）は、相互誘導形自己比較方式・内挿型の渦流探傷プローブを、（ｂ）は、自己誘導形自己比較方式・内挿型の渦流探傷プローブを示している。本発明に従う渦流探傷プローブの他の実施形態を、概念的に表した断面説明図であって、（ａ）は、相互誘導形自己比較方式・貫通型の渦流探傷プローブを、（ｂ）は、自己誘導形自己比較方式・貫通型の渦流探傷プローブを示している。本発明に従う渦流探傷プローブの他の実施形態を、概念的に表した図であって、自己誘導形自己比較方式・上置型の渦流探傷プローブを示している。本発明に従う渦流探傷プローブの他の一実施形態を示す断面説明図である。本発明に従う渦流探傷プローブの別の実施形態を、概念的に表した断面説明図であって、相互誘導形自己比較方式・貫通型の渦流探傷プローブを示している。本発明に従う渦流探傷プローブの別の実施形態を、概念的に表した図であって、相互誘導形自己比較方式・上置型の渦流探傷プローブを示している。本発明に従う渦流探傷プローブの更に別の実施形態を、概念的に表した断面説明図であって、（ａ）及び（ｃ）は、相互誘導形自己比較方式・貫通型の渦流探傷プローブを、（ｂ）は、自己誘導形自己比較方式・貫通型の渦流探傷プローブを示している。本発明に従う渦流探傷プローブの更に別の実施形態を、概念的に表した図であって、（ａ）は、自己誘導形自己比較方式・上置型の渦流探傷プローブを、（ｂ）は、相互誘導形自己比較方式・上置型の渦流探傷プローブを示している。実施例において、欠陥位置Ｘに対して、検出コイル１ターン当たりを貫く磁束差ΔΦをプロットしたグラフである。実施例において、管端からの検出コイルの距離に対して、バランス点をプロットしたグラフであり、シールド体として、厚みが０．５ｍｍとされたアルミニウム板を用いた実施例３に係るグラフである。実施例において、管端からの検出コイルの距離に対して、バランス点をプロットしたグラフであり、シールド体として、厚みが１ｍｍとされたアルミニウム板を用いた実施例４に係るグラフである。実施例において、管端からの検出コイルの距離に対して、バランス点をプロットしたグラフであり、シールド体として、厚みが３ｍｍとされたアルミニウム板を用いた実施例５に係るグラフである。実施例において、管端からの検出コイルの距離に対して、バランス点をプロットしたグラフであり、シールド体が無い比較例２に係るグラフである。実施例において、シールド体と検出コイルの間隔に対して、検出コイル１ターン当たりを貫く磁束差ΔΦをプロットした実施例６に係るグラフである。実施例において、シールド体と検出コイルの間隔に対して、検出コイル１ターン当たりを貫く磁束差ΔΦをプロットした実施例７に係るグラフである。

符号の説明

１０相互誘導形自己比較方式の内挿型の渦流探傷プローブ
１２、５５，７０，８４，８６励磁コイル
１４ａ，１４ｂ，５４ａ，５４ｂ，５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ，６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ，８８ａ，８８ｂ，９０ａ，９０ｂ検出コイル
１６ａ，１６ｂ，６３（６３ａ，６３ｂ），７４ａ，７４ｂ，９２（９２ａ，９２ｂ），９４（９４ａ，９４ｂ），９６（９６ａ，９６ｂ），９８，１００シールド体
１８，７８ａ，７８ｂホルダ部２０，７６ボビン
２２配線用穴２８ホルダ先端部
３０ホルダ基部３２，３４フランジ部
３６凹陥部３８係合突部
４０ピン４２ケーブル
４４カバー部４８金属管
５０管端５２内表面
６０外表面６４金属板
６６上面
６８相互誘導形自己比較方式の貫通型の渦流探傷プローブ
８０ａ，８０ｂシールド体の内周面８２ａ，８２ｂ検出コイルの内周面

Claims

導電性被検体の検知表面上を相対的に移動して、該導電性被検体の探傷を行う自己比較方式の渦流探傷プローブであって、
前記導電性被検体に対する相対的な移動方向において所定の間隔をあけて配設された一対の検出コイルを有すると共に、該一対の検出コイルの移動方向前方側及び後方側にそれぞれ位置するように、透磁性材料又は導電性材料からなる一対のシールド体を、それぞれ、該一対の検出コイルに接触しないようにして近接配置せしめ、且つ、該一対のシールド体の前記検知表面側の面を、該検知表面に対して該一対の検出コイルの検知表面側の面と面一となるように、若しくは該検知表面に対して該一対の検出コイルの検知表面側の面よりも突き出た状態で近接するように、配置せしめて、少なくとも該一対のシールド体から前記移動方向の外方に向かう磁束が遮蔽されるように構成したことを特徴とする渦流探傷プローブ。
前記一対のシールド体が、前記導電性被検体の検知表面とは反対側の端部において、前記一対の検出コイルに接触しない状態で相互に連結されて、一体化せしめられ、前記一対の検出コイルが、該導電性被検体の検知表面側を除いて、該一体化されたシールド体により取り囲まれるように構成されている請求項１に記載の渦流探傷プローブ。
励磁コイルが、前記一対の検出コイルに接触せず且つ近接した状態で、該一対の検出コイル間に配設され、該励磁コイルが磁場を発生せしめる一方、該一対の検出コイルが、該磁場によって前記導電性被検体に生ずる渦電流の変化を検出するようにした、相互誘導形自己比較方式の渦流探傷プローブである請求項１又は請求項２に記載の渦流探傷プローブ。
励磁コイルが、前記一対の検出コイルに接触せず且つ近接した状態で、該一対の検出コイルの周りを取り囲むように配設され、該励磁コイルが磁場を発生せしめる一方、該一対の検出コイルが、該磁場によって前記導電性被検体に生ずる渦電流の変化を検出するようにした、相互誘導形自己比較方式の渦流探傷プローブである請求項１又は請求項２に記載の渦流探傷プローブ。
前記一対の検出コイルが、磁場を発生せしめると共に、該磁場によって前記導電性被検体に生ずる渦電流の変化を検出する、自己誘導形自己比較方式の渦流探傷プローブである請求項１又は請求項２に記載の渦流探傷プローブ。
同軸的に配置された前記一対の検出コイルが、前記導電性被検体の内部に挿入されて、該導電性被検体を探傷する、内挿型の渦流探傷プローブである請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の渦流探傷プローブ。
同軸的に配置された前記一対の検出コイルに、前記導電性被検体を貫通せしめて、該導電性被検体を探傷する、貫通型の渦流探傷プローブである請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の渦流探傷プローブ。
それぞれの中心軸が平行となるように配置された前記一対の検出コイルを、前記導電性被検体の検知表面に対して該中心軸がそれぞれ交差するように相対的に移動せしめて、該導電性被検体を探傷する、上置型の渦流探傷プローブである請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の渦流探傷プローブ。