JP2015031532A

JP2015031532A - 渦電流探傷プローブ

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Publication number: JP2015031532A
Application number: JP2013159314A
Authority: JP
Inventors: 明隆足立; Akitaka Adachi; 亮西水; Akira Nishimizu; 克己井坂; Katsumi Isaka
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-16
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP6095063B2

Abstract

【課題】複数の検査面を同時に検査することができ、かつ、それらの検出感度を高めることができる渦電流探傷プローブを提供する。【解決手段】渦電流探傷プローブは、検査面５Ａ，５Ｂ上にそれぞれ配置されるギャップ６Ａ，６Ｂを形成して、検査面５Ａ，５Ｂを介しループ状の磁気回路を形成する磁性体１と、磁性体１に巻き付けられた励磁コイル２と、ギャップ６Ａ，６Ｂにそれぞれ配置された検出コイル８Ａ，８Ｂと、ギャップ６Ａ，６Ｂにそれぞれ生じる磁束を、対応する検査面側に偏向する非磁性かつ導電性の磁束偏向板９Ａ，９Ｂと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、渦電流探傷プローブに関する。

渦電流探傷方法では、導電性の被検査体に交流磁場を印加して、被検査体に渦電流を発生させる。そして、被検査体に欠陥が存在すると、その欠陥の大きさや形状に応じて渦電流の乱れが生じるので、この渦電流の乱れに起因する検出コイルのインピーダンスの変化を検出する。したがって、検出コイルのインピーダンスの変化から、欠陥の有無を評価するようになっている。

ここで、例えば励磁コイルのみで交流磁場を発生させて、被検査体に印加する場合を想定する。このような場合、交流磁場が空間的に拡散し、渦電流が分散する。そのため、空間的な検出分解能が低く、微小な欠陥の検出が困難である。

そこで、例えば、１つの検査面上に配置されるギャップを形成して、その検査面を介しループ状の磁気回路を形成する磁性体（コア）と、この磁性体に巻き付けられた励磁コイルと、ギャップに配置された検出コイルと、を備えた渦電流探傷プローブが提唱されている（例えば特許文献１参照）。このような渦電流探傷プローブを用いれば、ギャップにほぼ対応する領域に交流磁場を印加して、渦電流を集中的に発生させることが可能である。したがって、検出分解能が向上し、微小な欠陥を検出することが可能である。

国際公開第０３／０９１６５５号（図８〜図１０参照）

しかしながら、上記従来技術には、以下のような改善の余地がある。

上記渦電流探傷プローブのギャップの近傍では、磁性体の一方側端部から検査面の表層部を経由して磁性体の他方側端部に到達する磁束だけでなく、磁性体の一方側端部から検査面の表層部を経由しないで（言い換えれば、ギャップを経由して）磁性体の他方側端部に到達する磁束も生じている。そのため、検査面の表層部に印加する磁界の大きさを向上させる点で改善の余地がある。すなわち、検査面の表層部で発生する渦電流の大きさを向上させて、検出感度を高める点で改善の余地がある。

また、上記渦電流探傷プローブは、一つの検査面を検査対象としている。しかし、検査効率の向上のためには、複数の検査面を同時に検査することが望まれている。

本発明の目的は、複数の検査面を同時に検査することができ、かつ、それらの検出感度を高めることができる渦電流探傷プローブを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の検査面上にそれぞれ配置される複数のギャップを形成して、前記複数の検査面を介し少なくとも１つのループ状の磁気回路を形成する磁性体と、前記磁性体に巻き付けられた励磁コイルと、前記複数のギャップにそれぞれ配置された複数の検出コイルと、前記複数のギャップにそれぞれ生じる磁束を、対応する検査面側に偏向する少なくとも１つの非磁性かつ導電性の磁束偏向板と、を備える。

このように本発明においては、磁性体は、複数の検査面上にそれぞれ配置される複数のギャップを形成して、複数の検査面を介し少なくとも１つのループ状の磁気回路を形成する。そして、複数のギャップに複数の検出コイルをそれぞれ設けるので、複数の検査面を同時に検査することができる。また、複数のギャップにそれぞれ生じる磁束を、対応する検査面側に偏向する少なくとも１つの磁束偏向板を設けるので、複数の検査面にそれぞれ印加する磁界の大きさを向上させることができる。これにより、複数の検査面でそれぞれ発生する渦電流の大きさを向上させて、検出感度を高めることができる。

本発明によれば、複数の検査面を同時に検査することができ、かつ、それらの検出感度を高めることができる。

本発明の第１の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第１の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す斜視図である。本発明の第１の実施形態における磁束偏向板の作用効果を説明するための部分拡大側面図である。本発明の第１の変形例における渦電流探傷プローブの構造を表す斜視図である。本発明の第２の変形例における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第２の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第２の実施形態における磁束偏向板の作用効果を説明するための部分拡大側面図である。本発明の第３の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第４の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第５の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第６の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第７の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第８の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第９の実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第３の変形例における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第４の変形例における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第５の変形例における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。本発明の第６の変形例における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図であり、図２は、斜視図である。図３は、本実施形態における磁束偏向板の作用効果を説明するための部分拡大側面図である。なお、図３においては、便宜上、検出コイルの図示を省略している。

本実施形態の渦電流探傷プローブは、磁性体１及び励磁コイル２を有する励磁器３を備えている。

磁性体１は、板部４Ａ、板部４Ｂ、及びそれらの間で接続された板部４Ｃからなり、略Ｈ字形状（言い換えれば、２つの略Ｃ字形状を組合せた形状）に形成されている。これにより、検査面５Ａ及びこれに対向する検査面５Ｂ上にそれぞれ配置されるギャップ６Ａ，６Ｂを形成している。そして、検査面５Ａを介し第１のループ状の磁気回路を形成し、検査面５Ｂを介し第２のループ状の磁気回路を形成するようになっている。

励磁コイル２は、磁性体１の板部４Ｃに巻き付けられている。そして、励磁コイル２に交流電流を流すと、第１のループ状の磁気回路で磁束７Ａが発生し、第２のループ状の磁気回路で磁束７Ｂが発生する。また、検査面５Ａの表層部に交流磁界が印加されて渦電流８（図３参照）が発生し、検査面５Ｂの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生するようになっている。

ギャップ６Ａ，６Ｂには、検出コイル９Ａ，９Ｂがそれぞれ設けられている。検出コイル９Ａは、その軸方向がギャップ６Ａの間隔方向（図１中左右方向）に対してほぼ直交するように、かつ検査面５Ａに対してほぼ直交するように配置されている。同様に、検出コイル９Ｂは、その軸方向がギャップ６Ｂの間隔方向（図１中左右方向）に対してほぼ直交するように、かつ検査面５Ｂに対してほぼ直交するように配置されている。

そして、検査面５Ａの表層部に欠陥が存在すると、その欠陥の大きさや形状に応じて渦電流８の乱れが生じ、この渦電流８の乱れを起因として検出コイル９Ａに誘起電圧が生じる。また、検査面５Ｂの表層部に欠陥が存在すると、その欠陥の大きさや形状に応じて渦電流の乱れが生じ、この渦電流の乱れを起因として検出コイル９Ｂに誘起電圧が生じる。そして、検出コイル９Ａの電圧及び検出コイル９Ｂの電圧を測定器（図示せず）で測定して、検査面５Ａの表層部における欠陥の有無を評価するとともに、検査面５Ｂの表層部における欠陥の有無を評価する。したがって、検査面５Ａ，５Ｂを同時に検査することができる。

また、ギャップ６Ａ，６Ｂには、非磁性かつ導電性の（詳細には、例えば銅製又はアルミ製の）磁束偏向板１０Ａ，１０Ｂがそれぞれ設けられている。なお、磁束偏向板１０Ａ，１０Ｂ、検出コイル９Ａ，９Ｂ、及び励磁器３の間には、樹脂（図示せず）が充填されている。

磁束偏向板１０Ａは、検査面５Ａとの間で検出コイル９Ａが介在するように配置されている。また、磁束偏向板１０Ａは、その最も広い面がギャップ６Ａの間隔方向に対してほぼ直交し、かつ検査面５Ａに対してほぼ直交するようになっている。そして、図３で示すように、ギャップ６Ａに生じる磁場が磁束偏向板１０Ａに作用して、磁束偏向板１０Ａに渦電流１１が生じる。その作用により、ギャップ６Ａに生じる磁束７Ｃが検査面５Ａ側に偏向するようになっている。したがって、磁束偏向板１０Ａを設けない場合と比べ、検査面５Ａの表層部に印加する磁界の大きさを向上させることができる。これにより、検査面５Ａの表層部で発生する渦電流８の大きさを向上させて、検出感度を高めることができる。

同様に、磁束偏向板１０Ｂは、検査面５Ｂとの間で検出コイル９Ｂが介在するように配置されている。また、磁束偏向板１０Ｂは、その最も広い面がギャップ６Ｂの間隔方向に対してほぼ直交し、かつ検査面５Ｂに対してほぼ直交するようになっている。そして、ギャップ６Ｂに生じる磁場が磁束偏向板１０Ｂに作用して、磁束偏向板１０Ｂに渦電流が生じる。その作用により、ギャップ６Ｂに生じる磁束が検査面５Ｂ側に偏向するようになっている。したがって、磁束偏向板１０Ｂを設けない場合と比べ、検査面５Ｂの表層部に印加する磁界の大きさを向上させることができる。これにより、検査面５Ｂの表層部で発生する渦電流の大きさを向上させて、検出感度を高めることができる。

以上のように本実施形態においては、検査面５Ａ，５Ｂを同時に検査することができ、かつ、それらの検出感度を高めることができる。また、本実施形態では、下記の効果も得ることができる。

磁束偏向板１０Ａは、検出コイル９Ａの軸線に沿って配置されている。これにより、検査面５Ａの表層部に欠陥がなければ、ギャップ６Ａの間隔方向の一方側における磁束のコイル軸方向成分（図１中上下方向の成分）とギャップ６Ａの間隔方向の他方側における磁束のコイル軸方向成分が打消し合うので、検出コイル９Ａに誘起電圧が生じない。そのため、検査面５Ａの表層部に欠陥がなければ、検出コイル９Ａと検査面５Ａとの間隔（リフトオフ）が変化しても、検出コイル９Ａに誘起電圧が生じない。したがって、ノイズを抑制することができる。

同様に、磁束偏向板１０Ｂは、検出コイル９Ｂの軸線に沿って配置されている。これにより、検査面５Ｂの表層部に欠陥がなければ、ギャップ６Ｂの間隔方向の一方側における磁束のコイル軸方向成分（図１中上下方向の成分）とギャップ６Ｂの間隔方向の他方側における磁束のコイル軸方向成分が打消し合うので、検出コイル９Ｂに誘起電圧が生じない。そのため、検査面５Ｂの表層部に欠陥がなければ、検出コイル９Ｂと検査面５Ｂとの間隔（リフトオフ）が変化しても、検出コイル９Ｂに誘起電圧が生じない。したがって、ノイズを抑制することができる。

なお、上記第１の実施形態においては、第１の検査面５Ａ及びこれに対向する第２の検査面５Ｂを検査対象とする構成を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である（後述する第２、第３、及び第７〜第９の実施形態も同様）。すなわち、例えば互いに対向しない２つの検査面を検査対象とする構成としてもよい。

また、例えば３つ以上の検査面を検査対象とする構成としてもよい。具体的には、例えば図４で示す第１の変形例のように、磁性体１Ａは、板部４Ａ、板部４Ｂ、及びそれらの間で接続された円柱部４Ｄで構成され、励磁コイル２は、磁性体１Ａの円柱部４Ｄに巻付けられてもよい。このような構造により、多数のギャップを周方向に配置して、多数のループ状の磁気回路を形成している。そして、例えば第１の検査面（図示せず）、これに対向する第２の検査面（図示せず）、及び第１の検査面と第２の検査面の間で形成された第３の検査面（図示せず）における渦電流の乱れをそれぞれ検出するための検出コイル９Ａ，９Ｂ，９Ｃを設けている。これにより、３つの検査面を同時に検査することができる。

そして、磁性体１Ａの円柱部４Ｄの外周側に、非磁性かつ導電性の磁束偏向板１０Ｃを設けている。円環状の磁束偏向板１０Ｃは、第１の検査面との間で検出コイル９Ａが介在し、第２の検査面との間で検出コイル９Ｂが介在し、第３の検出面との間で検出コイル９Ｃが介在するように配置されている。また、磁束偏向板１０Ｃは、その最も広い面がギャップの間隔方向に対してほぼ直交するように、かつ第１の検査面、第２の検査面、及び第３の検査面に対してほぼ直交するようになっている。そして、ギャップに生じる磁場が磁束偏向板１０Ｃに作用して、磁束偏向板１０Ｃに渦電流が生じる。その作用により、ギャップに生じる磁束が磁束偏向板１０Ｃの外周側に偏向するようになっている。すなわち、ギャップに生じる磁束が第１の検査面側（図４中下側）、第２の検査面側（図４中上側）、及び第３の検査面側（図４中左側）に偏向するようになっている。したがって、磁束偏向板１０Ｃを設けない場合と比べ、第１の検査面の表層部、第２の検査面の表層部、及び第３の検査面の表層部に印加する磁界の大きさを向上させることができる。これにより、第１の検査面の表層部、第２の検査面の表層部、及び第３の検査面の表層部で発生する渦電流の大きさを向上させて、検出感度を高めることができる。

なお、上記第１の実施形態においては、検出コイルの軸方向がギャップの間隔方向に対してほぼ直交するように、かつ検査面に対してほぼ直交するように配置された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である（上述した第１の変形例や、後述する第２〜第９の実施形態並びに第３〜第６の変形例も同様）。すなわち、例えば図５で示す第２の変形例のように、検出コイル９Ｄの軸方向がギャップ６Ａの間隔方向に対してほぼ直交するように、かつ検査面５Ａに対してほぼ平行となるように配置されてもよい。同様に、検出コイル９Ｅの軸方向がギャップ６Ｂの間隔方向に対してほぼ直交するように、かつ検査面５Ｂに対してほぼ平行となるように配置されてもよい。このような変形例においても、上記第１の実施形態と同様、検査面５Ａ，５Ｂを同時に検査することができ、かつ、それらの検出感度を高めることができる。また、本変形例では、下記の効果も得ることができる。

検査面５Ａの表層部に欠陥がなければ、ギャップ６Ａの近傍で生じる磁束のコイル軸方向成分（図５中紙面に対して垂直方向の成分）がほぼ存在しないので、検出コイル９Ｄに誘起電圧が生じない。そのため、検査面５Ａの表層部に欠陥がなければ、検出コイル９Ｄと検査面５Ａとの間隔（リフトオフ）が変化しても、検出コイル９Ｄに誘起電圧が生じない。したがって、ノイズを抑制することができる。

同様に、検査面５Ｂの表層部に欠陥がなければ、ギャップ６Ｂの近傍で生じる磁束のコイル軸方向成分（図５中紙面に対して垂直方向の成分）がほぼ存在しないので、検出コイル９Ｅに誘起電圧が生じない。そのため、検査面５Ｂの表層部に欠陥がなければ、検出コイル９Ｅと検査面５Ｂとの間隔（リフトオフ）が変化しても、検出コイル９Ｅに誘起電圧が生じない。したがって、ノイズを抑制することができる。

本発明の第２の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図６は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。図７は、本実施形態における磁束偏向板の作用効果を説明するための部分拡大側面図である。なお、図７においては、便宜上、検出コイルの図示を省略している。

本実施形態では、ギャップ６Ａには、非磁性かつ導電性の磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅが設けられている。磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅは、ギャップ６Ａの間隔方向で検出コイル９Ａを挟むように配置されている。詳細には、検出コイル９Ａの軸線を中心として対称となるように配置されている。また、磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅは、それらの最も広い面がギャップ６Ａの間隔方向に対してほぼ直交し、かつ検査面５Ａに対してほぼ直交するようになっている。そして、図７で示すように、ギャップ６Ａに生じる磁場が磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅに作用して、磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅに渦電流１１Ａ，１１Ｂが生じる。その作用により、ギャップ６Ａに生じる磁束７Ｄが検査面５Ａ側に偏向するようになっている。したがって、磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅを設けない場合と比べ、検査面５Ａの表層部に印加する磁界の大きさを向上させることができる。これにより、検査面５Ａの表層部で発生する渦電流８Ａの大きさを向上させて、検出感度を高めることができる。

同様に、ギャップ６Ｂには、非磁性かつ導電性の磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇが設けられている。磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇは、ギャップ６Ｂの間隔方向で検出コイル９Ｂを挟むように配置されている。詳細には、検出コイル９Ｂの軸線を中心として対称となるように配置されている。また、磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇは、それらの最も広い面がギャップ６Ｂの間隔方向に対してほぼ直交し、かつ検査面５Ｂに対してほぼ直交するようになっている。そして、ギャップ６Ｂに生じる磁場が磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇに作用して、磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇに渦電流が生じる。その作用により、ギャップ６Ｂに生じる磁束が検査面５Ｂ側に偏向するようになっている。したがって、磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇを設けない場合と比べ、検査面５Ｂの表層部に印加する磁界の大きさを向上させることができる。これにより、検査面５Ｂの表層部で発生する渦電流の大きさを向上させて、検出感度を高めることができる。

このように本実施形態においても、検査面５Ａ，５Ｂを同時に検査することができ、かつ、それらの検出感度を高めることができる。

本発明の第３の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態と上記第２の実施形態を組合せたものである。なお、本実施形態において、上記第１及び第２の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図８は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

本実施形態では、ギャップ６Ａには、磁束偏向板１０Ａ，１０Ｄ，１０Ｅが設けられている。ギャップ６Ｂには、磁束偏向板１０Ｂ，１０Ｆ，１０Ｇが設けられている。

以上のように構成された本実施形態においても、検査面５Ａ，５Ｂを同時に検査することができ、かつ、それらの検出感度を高めることができる。

本発明の第４の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図９は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

本実施形態では、磁性体１Ｂは、略Ｃ字形状の磁性材１２Ａ，１２Ｂで構成されている。磁性材１２Ａは、第１の検査面５Ａ上に配置されるギャップ６Ａを形成して、第１の検査面５Ａを介し第１のループ状の磁気回路を形成している。磁性材１２Ｂは、第２の検査面５Ｂ上に配置されるギャップ６Ｂを形成して、第２の検査面５Ｂを介し第２のループ状の磁気回路を形成している。

磁性材１２Ａの中央部には励磁コイル２Ａが巻き付けられ、磁性材１２Ｂの中央部には励磁コイル２Ｂが巻き付けられている。そして、励磁コイル２Ａ，２Ｂに交流電流を流すと、第１のループ状の磁気回路で磁束７Ｅが発生し、第２のループ状の磁気回路で磁束７Ｆが発生する。また、検査面５Ａの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生し、検査面５Ｂの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生するようになっている。

磁性材１２Ａと磁性材１２Ｂの間には、非磁性かつ導電性の（詳細には、例えば銅製又はアルミ製の）シールド板１３が設けられている。これにより、磁性材１２Ａ側の交流磁界と磁性材１２Ｂ側の交流磁界は、互いに影響を及ぼさないようになっている。

ギャップ６Ａ，６Ｂには、検出コイル９Ａ，９Ｂがそれぞれ設けられている。

また、本実施形態では、上記第１の実施形態同様、ギャップ６Ａ，６Ｂには、磁束偏向板１０Ａ，１０Ｂがそれぞれ設けられている。

本発明の第５の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、上記第２及び第４の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１０は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

本実施形態では、上記第４の実施形態と同様、磁性体１Ｂは、略Ｃ字形状の磁性材１２Ａ，１２Ｂで構成されており、磁性材１２Ａ，１２Ｂには励磁コイル２Ａ，２Ｂが巻き付けられている。磁性材１２Ａと磁性材１２Ｂの間には、シールド板１３が設けられている。ギャップ６Ａ，６Ｂには、検出コイル９Ａ，９Ｂがそれぞれ設けられている。

また、本実施形態では、上記第２の実施形態と同様、ギャップ６Ａには磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅが設けられ、ギャップ６Ｂには磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇが設けられている。

本発明の第６の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、上記第３及び第４の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１１は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

また、本実施形態では、上記第３の実施形態と同様、ギャップ６Ａには磁束偏向板１０Ａ，１０Ｄ，１０Ｅが設けられ、ギャップ６Ｂには磁束偏向板１０Ｂ，１０Ｆ，１０Ｇが設けられている。

本発明の第７の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１２は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

本実施形態では、磁性体１Ｃは、直方体状の磁性材１２Ｃ，１２Ｄで構成されている。磁性材１２Ｃの一方側端部と磁性材１２Ｄの一方側端部の間で、検査面５Ａ上に配置されるギャップ６Ａを形成し、磁性材１２Ｃの他方側端部と磁性材１２Ｄの他方側端部の間で、検査面５Ｂ上に配置されるギャップ６Ｂを形成している。そして、検査面５Ａ，５Ｂを介し１つのループ状の磁気回路を形成するようになっている。

磁性材１２Ｃの中央部には励磁コイル２Ｃが巻き付けられ、磁性材１２Ｄの中央部には励磁コイル２Ｄが巻き付けられている。そして、励磁コイル２Ｃ，２Ｄに交流電流を流すと、磁束７Ｇ，７Ｈが発生する。また、検査面５Ａの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生し、検査面５Ｂの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生するようになっている。

磁性材１２Ｃと磁性材１２Ｄの間には、非磁性かつ導電性の（詳細には、例えば銅製又はアルミ製の）磁束偏向板１０Ｈが設けられている。磁束偏向板１０Ｈは、検査面５Ａとの間で検出コイル９Ａが介在し、検査面５Ｂとの間で検出コイル９Ｂが介在するように配置されている。また、磁束偏向板１０Ｈは、その最も広い面がギャップ６Ａ，６Ｂの間隔方向に対してほぼ直交し、かつ検査面５Ａ，５Ｂに対してほぼ直交するようになっている。そして、ギャップ６Ａ，６Ｂに生じる磁場が磁束偏向板１０Ｈに作用して、磁束偏向板１０Ｈに渦電流が生じる。その作用により、ギャップ６Ａに生じる磁束が検査面５Ａ側に偏向し、ギャップ６Ｂに生じる磁束が検査面５Ｂ側に偏向するようになっている。

本発明の第８の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１３は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

本実施形態では、上記第７の実施形態と同様、磁性体１Ｃは、直方体状の磁性材１２Ｃ，１２Ｄで構成されており、磁性材１２Ｃ，１２Ｄには励磁コイル２Ｃ，２Ｄが巻き付けられている。ギャップ６Ａ，６Ｂには、検出コイル９Ａ，９Ｂがそれぞれ設けられている。

本発明の第９の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１４は、本実施形態における渦電流探傷プローブの構造を表す側面図である。

また、本実施形態では、上記第７の実施形態と同様、磁性材１２Ｃと磁性材１２Ｄの間には、磁束偏向板１０Ｈが設けられている。また、本実施形態では、上記第８の実施形態と同様、ギャップ６Ａには磁束偏向板１０Ｄ，１０Ｅが設けられ、ギャップ６Ｂには磁束偏向板１０Ｆ，１０Ｇが設けられている。

なお、上記第７〜第９の実施形態においては、磁性体１Ｃは、直方体状の磁性材１２Ｃ，１２Ｄで構成された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば図１５で示す第３の変形例のように、磁性体１Ｄは、略Ｃ字形状の磁性材１２Ｅ，１２Ｆで構成されて、ギャップ６Ａ，６Ｂを狭めるようにしてもよい。なお、本変形例では、励磁コイル２Ｃ，２Ｄに交流電流を流すと、磁束７Ｉ，７Ｊが発生するようになっている。

また、上記第１〜第９の実施形態並びに上記第１〜第３の変形例においては、１つの検査面上に１つの検出コイルを配置するように構成した場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば図１６で示す第４の変形例のように、１つの検査面上に複数の検出コイルを配置するように構成してもよい。詳細には、ギャップ６Ａに複数の検出コイル９Ａを並列配置し、ギャップ６Ｂに複数の検出コイル９Ｂを並列配置してもよい。このような変形例では、探傷範囲を拡大して検査時間の短縮を図ることができる。

また、上記第７〜第９の実施形態並びに上記第３及び第４の変形例においては、磁性体を構成する２つの磁性材の両方に励磁コイルが巻き付けられた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想及び趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば図１７で示す第５の変形例のように、磁性体１Ｄを構成する磁性材１２Ｅ，１２Ｆのうちの一方に励磁コイル２Ｃが巻き付けられてもよい。

さらに、例えば図１８で示す第６の変形例のように、磁性体１Ｅは、略Ｃ字状の磁性材１２Ｅと、略Ｌ字状の磁性材１２Ｇ，１２Ｈで構成されてもよい。このような変形例を詳述する。

本変形例では、磁性材１２Ｅの一方側端部と磁性材１２Ｇの一方側端部の間で、検査面５Ａ上に配置されるギャップ６Ａを形成している。磁性材１２Ｅの他方側端部と磁性材１２Ｈの他方側端部の間で、検査面５Ｂ上に配置されるギャップ６Ｂを形成している。磁性材１２Ｇの他方側端部と磁性材１２Ｈの一方側端部の間で、検査面５Ｃ（詳細には、検査面５Ａと検査面５Ｂの間で形成された検査面）上に配置されるギャップ６Ｃを形成している。そして、検査面５Ａ，５Ｂ，５Ｃを介し１つのループ状の磁気回路を形成するようになっている。

そして、磁性材１２Ｅに巻き付けられた励磁コイル２Ｃに交流電流を流すと、磁束７Ｋ，７Ｌ，７Ｍが発生する。また、検査面５Ａの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生し、検査面５Ｂの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生し、検査面５Ｃの表層部に交流磁界が印加されて渦電流が発生するようになっている。

ギャップ６Ａ，６Ｂ，６Ｃには、検出コイル９Ａ，９Ｂ，９Ｆがそれぞれ設けられている。検出コイル９Ａは、その軸方向がギャップ６Ａの間隔方向（図１８中左右方向）に対してほぼ直交するように、かつ検査面５Ａに対してほぼ直交するように配置されている。同様に、検出コイル９Ｂは、その軸方向がギャップ６Ｂの間隔方向（図１８中左右方向）に対してほぼ直交するように、かつ検査面５Ｂに対してほぼ直交するように配置されている。同様に、検出コイル９Ｃは、その軸方向がギャップ６Ｃの間隔方向（図１８中上下方向）に対してほぼ直交するように、かつ検査面５Ｃに対してほぼ直交するように配置されている。

そして、検査面５Ａの表層部に欠陥が存在すると、その欠陥の大きさや形状に応じて渦電流の乱れが生じ、この渦電流の乱れを起因として検出コイル９Ａに誘起電圧が生じる。また、検査面５Ｂの表層部に欠陥が存在すると、その欠陥の大きさや形状に応じて渦電流の乱れが生じ、この渦電流の乱れを起因として検出コイル９Ｂに誘起電圧が生じる。また、検査面５Ｃの表層部に欠陥が存在すると、その欠陥の大きさや形状に応じて渦電流の乱れが生じ、この渦電流の乱れを起因として検出コイル９Ｆに誘起電圧が生じる。そして、検出コイル９Ａの電圧、検出コイル９Ｂの電圧、及び検出コイル９Ｆの電圧を測定器で測定して、検査面５Ａの表層部における欠陥の有無を評価し、検査面５Ｂの表層部における欠陥の有無を評価し、検査面５Ｃの表層部における欠陥の有無を評価する。したがって、検査面５Ａ，５Ｂ，５Ｃを同時に検査することができる。

磁性材１２Ｅ，１２Ｇ，１２Ｈの間には、非磁性かつ導電性の（詳細には、例えば銅製又はアルミ製の）磁束偏向板１０Ｉが設けられている。略Ｔ字形状の磁束偏向板１０Ｉは、検査面５Ａとの間で検出コイル９Ａが介在し、検査面５Ｂとの間で検出コイル９Ｂが介在し、検査面５Ｃとの間で検出コイル９Ｃが介在するように配置されている。そして、ギャップ６Ａ，６Ｂ，６Ｃに生じる磁場が磁束偏向板１０Ｉに作用して、磁束偏向板１０Ｉに渦電流が生じる。その作用により、ギャップ６Ａに生じる磁束が検査面５Ａ側に偏向し、ギャップ６Ｂに生じる磁束が検査面５Ｂ側に偏向し、ギャップ６Ｃに生じる磁束が検査面５Ｃ側に偏向するようになっている。したがって、磁束偏向板１０Ｉを設けない場合と比べ、検査面５Ａの表層部、検査面５Ｂの表層部、及び検査面５Ｃの表層部に印加する磁界の大きさを向上させることができる。これにより、検査面５Ａの表層部、検査面５Ｂの表層部、及び検査面５Ｃの表層部で発生する渦電流の大きさを向上させて、検出感度を高めることができる。

１，１Ａ〜１Ｅ磁性体
２，２Ａ〜２Ｄ励磁コイル
５Ａ〜５Ｃ検査面
６Ａ〜６Ｃギャップ
９Ａ〜９Ｆ検出コイル
１０Ａ〜１０Ｉ磁束偏向板
１２Ａ〜１２Ｈ磁性材
１３シールド板

Claims

複数の検査面上にそれぞれ配置される複数のギャップを形成して、前記複数の検査面を介し少なくとも１つのループ状の磁気回路を形成する磁性体と、
前記磁性体に巻き付けられた励磁コイルと、
前記複数のギャップにそれぞれ配置された複数の検出コイルと、
前記複数のギャップにそれぞれ生じる磁束を、対応する検査面側に偏向する少なくとも１つの非磁性かつ導電性の磁束偏向板と、を備えたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
請求項１記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記磁束偏向板は、前記検出面との間で前記検出コイルが介在するように配置されたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
請求項２記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記磁束偏向板は、前記ギャップの間隔方向で前記検出コイルを挟むように対で設けられたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
請求項１記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記磁束偏向板は、前記ギャップの間隔方向で前記検出コイルを挟むように対で設けられたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
請求項１記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記磁性体は、第１の検査面及びこれに対向する第２の検査面上にそれぞれ配置される複数のギャップを形成して、前記第１の検査面及び前記第２の検査面を介し少なくとも１つのループ状の磁気回路を形成することを特徴とする渦電流探傷プローブ。
請求項１記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記磁性体は、
第１の検査面上に配置されるギャップを形成して、前記第１の検査面を介し第１のループ状の磁気回路を形成するとともに、第１の励磁コイルが巻き付けられた第１の磁性材と、
前記第１の検査面に対向する第２の検査面上に配置されるギャップを形成して、前記第２の検査面を介し第２のループ状の磁気回路を形成するとともに、第２の励磁コイルが巻き付けられた第２の磁性材と、で構成されており、
前記第１の磁性材と前記第２の磁性材の間に非磁性かつ導電性のシールド板を設けたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
請求項１記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記磁性体は、第１の検査面、これに対向する第２の検査面、及び前記第１の検査面と前記第２の検査面の間で形成された第３の検査面上にそれぞれ配置される複数のギャップを形成して、前記第１の検査面、前記第２の検査面、及び前記第３の検査面を介し少なくとも１つのループ状の磁気回路を形成することを特徴とする渦電流探傷プローブ。