JP2015105926A

JP2015105926A - 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法

Info

Publication number: JP2015105926A
Application number: JP2013249505A
Authority: JP
Inventors: 小林　徳康; Noriyasu Kobayashi; 徳康小林; 聡一上野; Soichi Ueno
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2015-06-08

Abstract

【課題】装置の大型化を抑制し、欠陥が存在する深さの予測が可能な渦電流探傷技術を提供する。
【解決手段】渦電流探傷装置１０は、パルス電源１２からパルス電流の供給を受ける励磁コイル１１が被検査体１に誘起する渦電流による反作用磁場を検知する磁気センサ１３からの信号を検出する検出部１４と、検出部１４で検出される同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波が重畳した磁気センサ１３の信号から、前記同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し、同定した一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別する振幅及び位相弁別部１７と、励磁コイル１１に供給する電流の周波数と被検査体１の透磁率および導電率とを用いて、前記個々の波が存在する被検査体１の表面からの深さを評価する渦電流存在深さ評価部１８とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、渦電流探傷装置および渦電流探傷方法に関する。

金属の表面近傍に存在するき裂を検出する装置としては、例えば、渦電流探傷装置がある。渦電流探傷装置は、金属表面に設置された試験コイルに交流電流を供給することで磁場を発生させ、発生させた磁場により金属表面近傍に渦電流を誘起する。金属表面近傍にき裂（欠陥）があると誘起された渦電流の流れが変化し、渦電流のつくる磁場強度分布が変化する。この磁場強度分布変化を前記試験コイルにおいて検出することで、渦電流探傷装置は、き裂（欠陥）の有無を検知することができる。

金属表面からの欠陥の深さが変化すると渦電流探傷装置の欠陥検出信号も変化するものの、欠陥検出信号は欠陥の長さや開口幅および欠陥の形状にも依存して変化するため、欠陥検出信号から欠陥深さをサイジングすることは困難とされている。

そこで、試験コイルに供給する電流を一般的な渦電流探傷装置で使用される連続波ではなくパルス波にし、検出される信号波形の過渡変化を調べることで欠陥深さサイジングを試みる渦電流探傷装置の例がある（例えば、特許文献１）。

特開２０００−３１４７２８号公報

特許文献１に記載されるパルス渦電流探傷装置では、試験コイルを励磁コイルと検出コイルとに分け、さらに二つの検出コイル用いて、各検出コイルの各検出信号の振幅スペクトルの差分や各検出信号の位相スペクトルの差分と欠陥深さの相関関係から欠陥深さを推定している。

しかしながら、検出する信号波形の過渡変化を調べることで、欠陥深さサイジングを試みる渦電流探傷装置の場合、特許文献１に記載されるパルス渦電流探傷装置のように複数の検出コイルを用いると、装置が大型化し、狭隘な部位の検査が困難となる。

本発明は、上述した事情を考慮してなされており、装置の大型化を抑制し、欠陥が存在する深さの予測が可能な渦電流探傷装置および渦電流探傷方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置は、上述した課題を解決するため、パルス電源からパルス電流の供給を受ける励磁コイルが被検査体に誘起する渦電流によって発生する前記被検査体からの反作用磁場を検知する磁気センサからの信号を検出する検出手段と、前記検出手段で検出される同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波が重畳した前記磁気センサの信号から、前記同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し、同定した一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別する振幅及び位相弁別手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る渦電流探傷方法は、上述した課題を解決するため、被検査体に誘起する渦電流によって発生する前記被検査体からの反作用磁場を検知する磁気センサからの信号を検出する検出手段と、前記検出手段で検出される同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波が重畳した前記磁気センサの信号から、前記同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し、同定した一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別する振幅及び位相弁別手段と、前記励磁コイルに供給する電流の周波数と、前記被検査体の透磁率および導電率とを用いて、前記個々の波が存在する前記被検査体表面からの深さを評価する渦電流存在深さ評価手段とを具備する渦電流探傷装置を用いて行う渦電流探傷方法であり、前記検出手段が、前記磁気センサからの信号を検出するステップと、振幅及び位相弁別手段が、前記磁気センサの信号から、前記同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し、一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別するステップと、前記渦電流存在深さ評価手段が、前記励磁コイルに供給する電流の周波数と前記被検査体の透磁率および導電率とを用いて、前記個々の波が存在する前記被検査体表面からの深さを評価するステップと、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、装置を大型化させることなく、欠陥が存在する深さを予測可能な渦電流探傷検査技術を提供できる。

本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置の構成を示す概略図。本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置における検出信号の例（欠陥が被検査体に存在していない場合）を示す説明図であり、（Ａ）が検出部で検出される検出信号を示す説明図、（Ｂ）が検出信号から同定した振幅と位相とを有する個々の波に弁別して得られる個々の信号を示す説明図。本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置における検出信号の例（欠陥が被検査体の深さ０〜１ｍｍの範囲に存在している場合）を示す説明図であり、（Ａ）が検出部で検出される検出信号を示す説明図、（Ｂ）が検出信号から同定した振幅と位相とを有する個々の波に弁別して得られる個々の信号を示す説明図。本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置における検出信号の例（欠陥が被検査体の深さ０〜２ｍｍの範囲に存在している場合）を示す説明図であり、（Ａ）が検出部で検出される検出信号を示す説明図、（Ｂ）が検出信号から同定した振幅と位相とを有する個々の波に弁別して得られる個々の信号を示す説明図。本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置における検出信号の例（欠陥が被検査体の深さ１〜２ｍｍの範囲に存在している場合）を示す説明図であり、（Ａ）が検出部で検出される検出信号を示す説明図、（Ｂ）が検出信号から同定した振幅と位相とを有する個々の波に弁別して得られる個々の信号を示す説明図。本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置における励磁コイルのリフトオフを示す説明図。本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置の変形例であり、励磁コイルの収納装置を具備する渦電流探傷装置の構成を示す概略図。

以下、本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置および渦電流探傷方法について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る渦電流探傷装置の一例である渦電流探傷装置１０の構成を示す概略図である。

渦電流探傷装置１０は、例えば、磁気センサ１３からの信号を検出信号として検出する検出手段としての検出部１４と、渦電流探傷検査を行う対象物である被検査体１の深さ方向に伝播する磁場の減衰を考慮した補正処理を行う磁場減衰補正手段としての磁場減衰補正部１５と、検出信号を検出する回路のインピーダンスによる影響を補正する回路インピーダンス補正手段としての回路インピーダンス補正部１６と、検出部１４で検出される検出信号に対して一対の振幅と位相を有する個々の波に弁別する振幅及び位相弁別手段としての振幅及び位相弁別部１７と、振幅及び位相弁別部１７が弁別した個々の波が存在する深さを励磁コイル１１に供給するパルス電流の周波数と被検査体１の透磁率および導電率を用いて評価する（見積もる）渦電流存在深さ評価手段としての渦電流存在深さ評価部１８とを具備する。

検出部１４は、磁気センサ１３が検知した反作用磁場に対応する電気信号（検出信号）を検出する機能を有する。検出部１４で検出される検出信号は、同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波が重畳した合成波である。

磁場減衰補正部１５は、検出信号に被検査体１の深さ方向（図１に示されるｘ軸方向）に進入（伝播）した深さを考慮した補正を行う機能（以下、「磁場減衰補正機能」と称する。）を有する。磁場は距離が長いほど減衰するため、反作用磁場が発生している深さが増してくると、当該反作用磁場が発生している場所から磁気センサ１３まで伝播する距離が増し反作用磁場も減衰する。磁場減衰補正部１５は、磁気センサ１３まで伝播する距離が増すことに伴う反作用磁場の減衰が検出信号に与える誤差を補正する手段である。

磁場減衰補正部１５は、磁場減衰補正機能を用いて、例えば、表面（深さ０ｍｍ）の場所に流れる渦電流により発生した磁場を基準とし、深さｘｍｍの場合には伝播距離がｘｍｍ増すことに伴う減衰を打ち消す補正処理（検出信号の増幅処理）、すなわち、磁場減衰補正処理を検出信号に対して行う。

回路インピーダンス補正部１６は、検出信号を得るのに関わる回路、すなわち、磁気センサ１３および検出部１４で構成される回路（検出回路）のインピーダンスによる検出信号波形の変化を取り除く機能（以下、「回路インピーダンス補正機能」と称する。）を有し、例えば、検出回路の等価回路等を用いて出力信号波形から入力信号波形を導く手段である。

検出回路に抵抗成分やインダクタンス成分およびキャパシタンス成分が含まれている場合、換言すれば、検出部１４のインピーダンスによっては、被検査体１に流れる渦電流（反作用磁場）の波形に減衰や振動が重畳した状態で検出信号が検出される場合がある。回路インピーダンス補正部１６は、回路インピーダンス補正機能を用いて、検出回路のインピーダンスによる検出信号への影響を抑制する補正処理（回路インピーダンス補正処理）を検出信号に対して行う手段である。

なお、回路インピーダンス補正部１６は、回路インピーダンス補正機能入り切り（ＯＮ／ＯＦＦ）機能をさらに有していてもよい。回路インピーダンス補正機能入り切り（ＯＮ／ＯＦＦ）機能は、例えば、等価回路等を用いた逆演算部を経由させるか否かを切り替えるスイッチを回路インピーダンス補正部１６に追設することで実現することができる。

振幅及び位相弁別部１７は、複数の波が重畳した合成波として現れる検出信号に対して、個々の波の振幅と位相とを同定し、同定した振幅と位相とを有する個々の波（以下、「個別検出信号」と称する。）に弁別する機能を有する。

渦電流存在深さ評価部１８は、振幅及び位相弁別部１７が弁別する個々の波に対して、当該波が存在する被検査体１の位置（深さ）を励磁コイル１１に供給するパルス電流の周波数と被検査体１の透磁率および導電率を用いて評価する（見積もる）機能を有する。

以下、渦電流探傷装置１０の作用を説明する。
検出部１４と、磁場減衰補正部１５と、回路インピーダンス補正部１６と、振幅及び位相弁別部１７と、渦電流存在深さ評価部１８とを具備する渦電流探傷装置１０では、まず、パルス電源１２を入れてパルス電源１２からパルス電流を励磁コイル１１に供給する。パルス電源１２からのパルス電流の供給を受けた励磁コイル１１は、磁場を発生させて、被検査体１にパルス状の電流波形を有する渦電流（パルス渦電流）を誘起する。

被検査体１に誘起されるパルス渦電流は、励磁コイル１１に流れるパルス電流が流れ終わった後も、被検査体１の表層に流れ、被検査体１の電気抵抗によるジュール損失を受けて消失する。

被検査体１の深さ方向（ｘ方向）に対しては、表皮効果を受けて、振幅が減衰すると共に位相が変化する。正弦波パルスの角周波数をω、被検査体１の透磁率をμ、被検査体１の導電率をσとすると、表皮効果の指標である表皮深さδは下記式（１）で表される。

渦電流によって発生する反作用磁場は、磁気センサ１３によって検知され、検出部１４が検出信号として検出する。検出信号の波形は、被検査体１に流れる渦電流の波形になっており、被検査体１の表面（深さ０ｍｍ）から深さ方向に（図１に示されるｘ軸方向）進入した各渦電流波形の重ね合わせに対応する。

検出部１４が検出した検出信号は、必要に応じて、磁場減衰補正部１５による磁場減衰補正処理、および回路インピーダンス補正部１６による回路インピーダンス補正処理が行われ、振幅及び位相弁別部１７に入力される。

振幅及び位相弁別部１７は、式（２）を用いて、各渦電流の重ね合わせに対応する検出信号を、被検査体１の深さ方向に流れる各渦電流（個別検出信号）に分解する。分解された各渦電流は、渦電流存在深さ評価部１８へ入力される。

渦電流存在深さ評価部１８は、振幅及び位相弁別部１７から入力される個々の渦電流（個別検出信号）に対して、各渦電流が存在する深さを励磁コイル１１に供給するパルス電流の周波数と被検査体１の透磁率および導電率を用いて評価する。

なお、上述した渦電流探傷装置１０は、磁場減衰補正部１５と、回路インピーダンス補正部１６とを具備する場合の例を説明しているが、磁場減衰補正部１５および回路インピーダンス補正部１６については、必ずしも具備している必要はなく、省略することもできる。

すなわち、検出部１４と、振幅及び位相弁別部１７と、渦電流存在深さ評価部１８とを具備する渦電流探傷装置１０を構成することができる。また、検出部１４と、磁場減衰補正部１５と、振幅及び位相弁別部１７と、渦電流存在深さ評価部１８とを具備する渦電流探傷装置１０を構成することや、検出部１４と、回路インピーダンス補正部１６と、振幅及び位相弁別部１７と、渦電流存在深さ評価部１８とを具備する渦電流探傷装置１０を構成することもできる。

続いて、本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置による被検査体１の欠陥評価方法について説明する。

図２〜図５は、本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置の一例である渦電流探傷装置１０において検出される検出信号の例を示す説明図である。なお、図２〜図５において検出される検出信号は、被検査体１の材質としてステンレス鋼、正弦波パルスの半周期時間を５マイクロ秒（μｓｅｃ）とした場合である。また、図２〜図５の各図において、（Ａ）は検出部１４で検出される検出信号を説明する説明図、（Ｂ）は検出信号から同定した振幅と位相とを有する個々の波に弁別して得られる個々の個別検出信号を説明する説明図である。

図２（図２（Ａ）および図２（Ｂ））は、きず等の欠陥が被検査体１に存在していない場合の例であり、図２（Ａ）に示される検出信号Ｓｄは、図２（Ｂ）に示される全ての個別検出信号の重ね合わせとなっている。個別検出信号は、表面における個別検出信号Ｓ０から深さが増すにつれて振幅が小さくなり、時間が増える方向（図２（Ｂ）に示されるグラフの横軸である時間軸では右方向）にピーク位置がシフトしている。

なお、図２（Ｂ）では、個別検出信号が深さ０．２ｍｍ毎に弁別されている例が示されており、個別検出信号Ｓ１は深さ１ｍｍに位置する個別検出信号、個別検出信号Ｓ２は深さ２ｍｍに位置する個別検出信号である。

一方、図３〜図５は、欠陥が被検査体１に存在している場合の例であり、図３（図３（Ａ）および図３（Ｂ））は欠陥が被検査体１の深さ０〜１ｍｍの範囲に存在している場合の例、図４（図４（Ａ）および図４（Ｂ））は欠陥が被検査体１の深さ０〜２ｍｍの範囲に存在している場合の例、図５（図５（Ａ）および図５（Ｂ））は欠陥が被検査体１の深さ１〜２ｍｍの範囲に存在している場合の例である。

例えば、図３，４，５に示される例のように、被検査体１に欠陥が存在する場合、当該欠陥の存在する範囲では渦電流が伝播しない。すなわち、各渦電流が重畳した合成波となる検出信号を各渦電流に相当する個別検出信号に弁別した場合、当該欠陥の存在する範囲では個別検出信号が存在しないことになる。

図３，４，５に示される例を参照し、より具体的に説明すれば、図３（Ｂ）に示される個別検出信号（欠陥が被検査体１の深さ０〜１ｍｍの範囲に存在している場合）は、図２（Ｂ）に示される個別検出信号（欠陥が被検査体１に存在していない場合）に対して、被検査体１の深さ０〜１ｍｍの範囲（０≦ｘ≦１）に位置する６個の個別検出信号が欠如した状態となっている。この個別検出信号が欠如する範囲が被検査体１内の欠陥が存在する範囲であり、図３（Ａ）に示される検出信号Ｓｄが受信された例では、被検査体１の深さ０〜１ｍｍの範囲に欠陥が存在していることを示している。

また、他の例として、図４（Ｂ）に示される個別検出信号を図２（Ｂ）に示される個別検出信号と比較すると、図４（Ｂ）に示される個別検出信号は、図２（Ｂ）に示される個別検出信号に対して、被検査体１の深さ０〜２ｍｍの範囲（０≦ｘ≦２）に位置する１１個の個別検出信号が欠如した状態となっている。この個別検出信号が欠如する範囲が被検査体１内の欠陥が存在する範囲であり、図４（Ａ）に示される検出信号Ｓｄが受信された例では、被検査体１の深さ０〜２ｍｍの範囲に欠陥が存在していることを示している。

さらに、他の例として、図５（Ｂ）に示される個別検出信号を図２（Ｂ）に示される個別検出信号と比較すると、図５（Ｂ）に示される個別検出信号は、図２（Ｂ）に示される個別検出信号に対して、被検査体１の深さ１〜２ｍｍの範囲に位置する６個の個別検出信号が欠如した状態となっている。従って、図５（Ａ）に示される検出信号Ｓｄが受信された例では、被検査体１の深さ１〜２ｍｍの範囲（１≦ｘ≦２）に欠陥が存在していることを示している。

このように、渦電流探傷装置１０では、検出部１４が磁気センサ１３で検知された反作用磁場に対応する電気信号（検出信号）を得て、検出部１４が得た検出信号を構成する個々の波、すなわち、個別検出信号を振幅及び位相弁別部１７が得て、振幅及び位相弁別部１７が得た個別検出信号の存在する場所（被検査体１における深さ）を渦電流存在深さ評価部１８が評価することによって、被検査体１にきず等の欠陥が存在しているか否かと、欠陥が存在する場合にどの程度の大きさ（深さ）であるかを推定することができる。

また、磁場減衰補正部１５を具備する渦電流探傷装置１０では、磁場減衰補正部１５が被検査体１の表面（深さ０ｍｍ）の場所に流れる渦電流により発生した磁場を基準とし、深さｘｍｍの場合には伝播距離がｘｍｍ増すことに伴う磁場の減衰分を打ち消す補正処理（磁場減衰補正処理）を検出信号に対して行うことで、被検査体１に欠陥が存在する場所（深さ範囲）の予測精度を向上させることができる。

さらに、回路インピーダンス補正部１６を具備する渦電流探傷装置１０では、回路インピーダンス補正部１６が、検出回路のインピーダンスによる検出信号への影響を抑制する補正処理（回路インピーダンス補正処理）を検出信号に対して行うことで、被検査体１に欠陥が存在する場所（深さ範囲）の予測精度を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態に係る渦電流探傷方法について説明する。

本発明の実施形態に係る渦電流探傷方法は、例えば、渦電流探傷手順を実行する渦電流探傷装置１０を用いて行うことができる。

渦電流探傷手順は、渦電流探傷装置１０の検出手段としての検出部１４が磁気センサ１３からの信号を検出する検出ステップと、振幅及び位相弁別手段としての振幅及び位相弁別部１７が検出信号から同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別する個別検出信号弁別ステップと、渦電流存在深さ評価手段としての渦電流存在深さ評価部１８が、励磁コイル１１に供給する電流の周波数と被検査体１の透磁率および導電率とを用いて弁別した個々の波が存在する被検査体１の表面からの深さを評価する渦電流存在深さ評価ステップとを具備する。

このように、渦電流探傷装置１０が、検出ステップで検出信号を検出し、個別検出信号弁別ステップで検出信号を構成している一対の振幅と位相とを有する個々の波である個別検出信号に弁別し、渦電流存在深さ評価ステップで弁別した個々の波が存在する被検査体１の表面からの深さを評価する渦電流探傷手順を実行することで、被検査体１にきず等の欠陥が存在しているか否か、および欠陥が存在する場合にどの程度の大きさ（深さ）であるかを評価することができる。

なお、渦電流探傷手順は、渦電流探傷装置１０が、磁場減衰補正部１５や回路インピーダンス補正部１６等の検出信号の補正処理手段を具備する場合には、磁場減衰補正部１５が検出信号に磁場減衰補正処理を行う磁場減衰補正処理ステップや回路インピーダンス補正部１６が検出信号に回路インピーダンス補正処理を行う回路インピーダンス補正処理ステップ等を含む検出信号補正処理ステップをさらに具備していても良い。検出信号補正処理ステップは、個別検出信号弁別ステップが実行される前に実行される。

次に、本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置および渦電流探傷方法の変形例について説明する。

図６は渦電流探傷装置１０における励磁コイル１１のリフトオフを示す説明図であり、図７は本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置の変形例であり、励磁コイル１１の収納装置２０を具備する渦電流探傷装置１０の構成を示す概略図である。
なお、図６，７に示される渦電流探傷装置１０は、検出部１４より後段の構成（図１に示される磁場減衰補正部１５、回路インピーダンス補正部１６、振幅及び位相弁別部１７、並びに渦電流存在深さ評価部１８に相当）を省略して示している。

渦電流探傷装置１０は、例えば図７に示されるように、励磁コイル１１の収納装置２０をさらに具備していても良い。換言すれば、収納装置２０に収納される励磁コイル１１を適用した渦電流探傷装置１０を、本発明の実施形態に係る渦電流探傷装置の一実施例として採用することもできる。

収納装置２０は、例えば、第１のケース２１と第２のケース２２とを備える二重容器として構成される。より具体的に説明すれば、収納装置２０は、励磁コイル１１と磁気センサ１３とを収納する収納部としての第１のケース２１と、この第１のケース２１を収納する第２の収納部としての第２のケース２２とを具備し、第１のケース２１と第２のケース２２との間に断熱層２３を介在させて構成される。ここで、断熱層２３は、例えば、繊維状のセラミクスや真空層で形成される。

なお、収納装置２０は、必ずしも二重容器でなくても良いが、容器外表面と収納部との間には断熱層２３を介在させて構成されることが好ましい。また、第１のケース２１および第２のケース２２の材質は、各ケース２１，２２での渦電流損失を低減するため、非導体であることが望ましい。

収納装置２０を具備することの利点、すなわち、収納装置２０に収納される励磁コイル１１を適用することの利点は、被検査体１から励磁コイル１１への熱伝導を低減することができるので、被検査体１からの輻射熱を低減でき、被検査体１が高温状態であったとしても被検査体１の欠陥探傷が可能となる点である。

また、渦電流探傷装置１０は、いわゆるパルス渦電流探傷装置であり、励磁コイル１１に流す電流のピーク値を同じにした場合、連続的な交流電流（連続波）を流す一般的な渦電流探傷装置よりも励磁コイル１１で発生するジュール損失に起因する発熱量は少なくなる。これは、渦電流探傷装置１０の場合、励磁コイル１１にパルス電流を流すため、パルス電流のパルス幅とパルスの繰り返し周波数に依存して、励磁コイル１１に電流が流れない時間が存在するためである。

励磁コイル１１に流す電流のピーク値を同じにした場合に発生するジュール損失に起因する発熱量が少ないということは、励磁コイル１１で発生するジュール損失に起因する発熱量を渦電流探傷装置１０と一般的な渦電流探傷装置とで同程度にする場合、渦電流探傷装置１０の方が一般的な渦電流探傷装置よりも、励磁コイル１１に流す電流のピーク値を高い値に設定することができることになる。つまり、渦電流探傷装置１０（励磁コイル１１にパルス電流を流す場合）における励磁コイル１１のピーク電流値は、一般的な渦電流探傷装置（連続的な交流電流（連続波）を流す場合）における励磁コイル１１のピーク電流値よりも高く設定することができる。

従って、渦電流探傷装置１０では、一般的な渦電流探傷装置に対して、励磁コイル１１に流す電流のピーク値を高い値にすることができ、同じ強さの渦電流を被検査体１に誘起するためのリフトオフ距離Ｌを長くすることができる。つまり、渦電流探傷装置１０では、同じ検出精度を維持したまま、一般的な渦電流探傷装置よりもリフトオフ距離Ｌを長くすることができるので、一般的な渦電流探傷装置よりも被検査体１からの輻射熱をより低減でき、より高温の被検査体１に対しても欠陥探傷が可能となる。

また、渦電流探傷装置１０は、収納装置２０を具備することによって、リフトオフ距離Ｌを長くすることによる被検査体１からの輻射熱を低減する効果に加えて、収納装置２０による断熱の効果（被検査体１からの輻射熱を低減する効果）が加わるので、被検査体１からの輻射熱を低減する効果をより高めることができ、さらに高温の被検査体１に対しても欠陥探傷が可能となる。

以上、渦電流探傷装置１０、および渦電流探傷装置１０を用いた渦電流探傷方法によれば、複数の磁気検知手段（例えば、検出コイルや磁気センサ）を用いることなく、１個の磁気センサ１３で検知された磁場からの検出信号に基づいて被検査体１の欠陥の存否と欠陥が存在する場合には、当該欠陥の深さがどの程度であるかを評価することができる。従って、渦電流探傷装置１０、および渦電流探傷装置１０を用いた渦電流探傷方法によれば、複数の磁気検知手段を用いることによる渦電流探傷装置１０の大型化を抑制することができ、従来よりも小型の装置で被検査体１の欠陥の存否と欠陥が存在する場合には、当該欠陥の深さがどの程度であるかを評価することができる。

また、渦電流探傷装置１０が磁場減衰補正部１５を具備する場合には、磁場減衰補正部１５が被検査体１の表面（深さ０ｍｍ）の場所に流れる渦電流により発生した磁場を基準とし、深さｘｍｍの場合には伝播距離がｘｍｍ増すことに伴う磁場の減衰分を打ち消す補正処理（磁場減衰補正処理）を検出信号に対して行うことで、被検査体１に欠陥が存在する場所（深さ範囲）の予測精度を向上させることができる。

さらに、渦電流探傷装置１０が回路インピーダンス補正部１６を具備する場合には、回路インピーダンス補正部１６が、検出回路のインピーダンスによる検出信号への影響を抑制する補正処理（回路インピーダンス補正処理）を検出信号に対して行うことで、被検査体１に欠陥が存在する場所（深さ範囲）の予測精度を向上させることができる。

さらにまた、渦電流探傷装置１０が励磁コイル１１の収納装置２０を具備する場合には、収納装置２０を具備しない場合と比べて、被検査体１から励磁コイル１１への熱伝導が低減されるので、被検査体１がより高温となっている場合においても欠陥の探傷が可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、個別検出信号をモニタ等の出力装置にて表示し、渦電流存在深さ評価部に代えてオペレータの目視で判断する構成であってもよい。

１…被検査体、１０…渦電流探傷装置、１１…励磁コイル、１２…パルス電源、１３…磁気センサ、１４…検出部、１５…磁場減衰補正部、１６…回路インピーダンス補正部、１７…振幅及び位相弁別部、１８…渦電流存在深さ評価部、２０…収納装置、２１…第１のケース（収納部）、２２…第２のケース（第２の収納部）、２３…断熱層、Ｓｄ…検出信号、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２…個別検出信号、Ｌ…リフトオフ距離。

Claims

パルス電源からパルス電流の供給を受ける励磁コイルが被検査体に誘起する渦電流によって発生する前記被検査体からの反作用磁場を検知する磁気センサからの信号を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出される同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波が重畳した前記磁気センサの信号から、前記同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し、同定した一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別する振幅及び位相弁別手段と、
を具備することを特徴とする渦電流探傷装置。
前記励磁コイルに供給する電流の周波数と、前記被検査体の透磁率および導電率とを用いて、前記個々の波が存在する前記被検査体表面からの深さを評価する渦電流存在深さ評価手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の渦電流探傷装置。
前記磁気センサからの信号に対して、前記被検査体の表面からの深さに依存した磁場強度の減衰を補正する信号処理を行う磁場減衰補正手段をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流探傷装置。
前記磁気センサからの信号に対して、前記磁気センサおよび前記検出部で構成される回路のインピーダンスにより生じる減衰や振動を補正する信号処理を行う回路インピーダンス補正手段をさらに具備することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の渦電流探傷装置。
前記励磁コイルと前記磁気センサとは、同一のケースに収納されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の渦電流探傷装置。
前記ケースは、前記励磁コイルと前記磁気センサとを収納可能な収納部とケース外表面との間に断熱層を介在させて構成されることを特徴とする請求項５記載の渦電流探傷装置。
前記ケースは、前記収納部を構成する第１のケースと、前記第１のケースを収納可能な容積をもつ第２の収納部の周囲を前記断熱層で覆って構成される第２のケースとを備える二重容器であることを特徴とする請求項６記載の渦電流探傷装置。
被検査体に誘起する渦電流によって発生する前記被検査体からの反作用磁場を検知する磁気センサからの信号を検出する検出手段と、前記検出手段で検出される同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波が重畳した前記磁気センサの信号から、前記同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し、同定した一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別する振幅及び位相弁別手段と、前記励磁コイルに供給する電流の周波数と、前記被検査体の透磁率および導電率とを用いて、前記個々の波が存在する前記被検査体表面からの深さを評価する渦電流存在深さ評価手段とを具備する渦電流探傷装置を用いて行う渦電流探傷方法であり、
前記検出手段が、前記磁気センサからの信号を検出するステップと、
振幅及び位相弁別手段が、前記磁気センサの信号から、前記同一周波数で振幅の異なる複数の位相成分の波の各振幅と各位相とを同定し、一対の振幅と位相とを有する個々の波に弁別するステップと、
前記渦電流存在深さ評価手段が、前記励磁コイルに供給する電流の周波数と前記被検査体の透磁率および導電率とを用いて、前記個々の波が存在する前記被検査体表面からの深さを評価するステップと、を具備することを特徴とする渦電流探傷方法。