JP2015161628A - 渦電流探傷プローブ、渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】探傷対象に局所的な欠陥と、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥とが混在する場合でも、両方の欠陥の深さを、より精度よく測定できるようにする。【解決手段】渦電流プローブが、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、を具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、渦電流探傷プローブ、渦電流探傷装置および渦電流探傷方法に関する。

配管等における傷や減肉などの欠陥を非破壊で検査する方法として渦電流探傷方法が知られている。この渦電流探傷方法に関連して幾つかの技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、渦電流探傷コイルに光を送受信する非接触かつ非磁性の距離センサを併設し、距離センサより得られる信号を渦電流探傷信号と同時計測することにより、リフトオフに起因する渦電流探傷信号を補正し、きずや材質の変化に起因する渦電流探傷信号とを分離することが記載されている。また、特許文献１では、渦電流探傷コイルに併設する距離センサを複数にした場合、各距離センサで得られる信号の演算でコイルの傾き７を算出することができ、高精度な渦電流探傷信号の補正が可能である、とされている。

特開２００６−１３８７８４号公報

従来の渦電流探傷では、探傷対象に局所的な欠陥と広域的な欠陥とが混在する場合、両方の欠陥の深さを精度よく測定することが困難であった。特に、探傷対象に局所的な欠陥と、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥とが混在する場合、両方の欠陥の深さを精度よく測定することが困難であった。
例えば、ディファレンシャル（Differential）方式では、隣接する２つのコイルにおける信号の差分をとる。信号の差分をとることで、ディファレンシャル方式では、温度等の影響をキャンセルして局所的な欠陥の深さを高精度に測定することができる。一方、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥にディファレンシャル方式を適用した場合、２つのコイルの信号の差が小さくなり、欠陥の深さを高精度に測定することは困難である。

本発明は、探傷対象に局所的な欠陥と、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥とが混在する場合でも、両方の欠陥の深さを、より精度よく測定することのできる、渦電流探傷プローブ、渦電流探傷装置および渦電流探傷方法を提供する。

本発明の第１の態様による渦電流探傷プローブは、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、を具備する。

本発明の第２の態様による渦電流探傷装置は、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、各クロスコイルにおけるコイルのインピーダンスを検出する検出部と、を具備する。

前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき複数のコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果が所定の条件を満たす場合、前記スイッチの接続関係を、前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給するように切り替える探傷方式切替部を具備するようにしてもよい。

前記検出部が検出する前記インピーダンスの大きさと、探傷対象における欠陥の深さとの関係を示す深さ取得用情報を複数記憶する記憶部と、前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果に応じて、前記記憶部が記憶する深さ取得用情報のいずれかを選択する深さ取得用情報選択部と、前記深さ取得用情報選択部が選択した深さ取得用情報を用いて、前記検出部の検出結果から探傷対象における欠陥の深さを求める深さ取得部と、を具備するようにしてもよい。

本発明の第３の態様による渦電流探傷方法は、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、各クロスコイルにおけるコイルのインピーダンスを検出する検出部と、を具備する渦電流探傷装置を用いる渦電流探傷方法であって、前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき複数のコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果が所定の条件を満たす場合、前記スイッチの接続関係を、前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給するように切り替える探傷方式切替ステップを有する。

本発明の第４の態様による渦電流探傷方法は、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、各クロスコイルにおけるコイルのインピーダンスを検出する検出部と、を具備する渦電流探傷装置を用いる渦電流探傷方法であって、前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果に応じて、前記検出部が検出する前記インピーダンスの大きさと、探傷対象における欠陥の深さとの関係を示す、複数の深さ取得用情報のうちいずれかを選択する判定情報選択ステップと、前記深さ取得用情報選択ステップにて選択した深さ取得用情報を用いて、前記検出部の検出結果から探傷対象における欠陥の深さを求める深さ取得ステップと、を有する。

上記した渦電流探傷プローブ、渦電流探傷装置および渦電流探傷方法によれば、探傷対象に局所的な欠陥と、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥とが混在する場合でも、両方の欠陥の深さを、より精度よく測定することができる。

本発明の一実施形態における渦電流探傷装置の機能構成を示す概略ブロック図である。 プローブ本体におけるクロスコイルの配置例を示す説明図である。 クロスコイルと電流供給部との接続状態の第１の例を示す説明図である。 配管の横断面における局所的な欠陥の例を示す説明図である。 配管の縦断面における局所的な欠陥の例を示す説明図である。 配管の横断面における広域的な欠陥の例を示す説明図である。 配管の縦断面における広域的な欠陥の例を示す説明図である。 広域的な欠陥におけるディファレンシャル方式での検出値の例を示す説明図である。 クロスコイルと電流供給部との接続状態の第２の例を示す説明図である。 記憶部が記憶する、アブソリュートモードにおける深さ取得用情報の例を示す説明図である。 渦電流探傷装置が渦電流探傷を行う処理手順を示すフローチャートである。 ディファレンシャルモードにおいて渦電流探傷装置がサンプリング毎に行う処理の手順を示すフローチャートである。 アブソリュートモードにおいて渦電流探傷装置がサンプリング毎に行う処理の手順を示すフローチャートである。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の一実施形態における渦電流探傷装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、渦電流探傷装置１は、渦電流探傷プローブ１００と、渦電流探傷装置本体２００とを具備する。渦電流探傷プローブ１００は、複数のクロスコイル１１１が配置されたプローブ本体１１０と、スイッチ１２０と、電流供給部１３０とを具備する。クロスコイル１１１の各々は、周コイル１１２と、軸コイル１１３とを具備する。渦電流探傷装置本体２００は、表示部２１０と、操作入力部２２０と、記憶部２８０と、制御部２９０とを具備する。制御部２９０は、検出部２９１と、探傷方式切替部２９２と、深さ取得用情報選択部２９３と、深さ取得部２９４とを具備する。

渦電流探傷装置１は、渦電流探傷にて探傷対象の傷や減肉を検出する。以下では、傷や減肉を総称して「欠陥」と表記する。
なお、本実施形態では、円筒状の配管内部の欠陥の検出に渦電流探傷装置１を用いる場合を例に説明するが、渦電流探傷装置１の適用範囲はこれに限らない。渦電流探傷を実施可能な様々な探傷対象に渦電流探傷装置１を用いることができる。

渦電流探傷プローブ１００は、クロスコイル１１１を用いて磁界を発生させ、当該磁界にて探傷対象に発生する渦電流を、クロスコイル１１１におけるコイルのインピーダンスの変化にて検出する。
クロスコイル１１１は、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイル（周コイル１１２および軸コイル１１３）を組み合わせて構成されている。

周コイル１１２は、コイルの周の方向を配管の周の方向に合わせて配置されている。従って、周コイル１１２は、コイルの軸の方向を配管の長手方向（軸方向）に合わせて配置されている。
軸コイル１１３は、コイルの周の方向を配管の長手方向に合わせて配置されている。従って、軸コイル１１３では、コイルの軸の方向が配管の長手方向と直交している。

図２は、プローブ本体１１０におけるクロスコイル１１１の配置例を示す説明図である。同図は、検査対象（探傷対象）である配管９００の内部に挿入されたプローブ本体１１０を配管９００の軸方向から見た場合の配置例を示している。
同図において、配管９００の円筒形状に対応して、プローブ本体１１０にクロスコイル１１１が環状に配置されている。そして、クロスコイル１１１の各々は、周コイル１１２と軸コイル１１３とを含んで構成されている。

なお、クロスコイル１１１の構成は、同図に示す２つのコイル（周コイル１１２および軸コイル１１３）を組み合わせた構成に限らない。クロスコイル１１１が、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された３つ以上のコイルを組み合わせて構成されていてもよい。
なお、本実施形態では、磁界発生用のコイルとインピーダンス測定用のコイルが同一である場合を例に説明するが、周コイル１１２や軸コイル１１３において、磁界発生用のコイルとインピーダンス測定用のコイルとが別々に設けられていてもよい。

電流供給部１３０は、各クロスコイル１１１を構成する複数のコイルのそれぞれに交流電流を供給可能である。より具体的には、電流供給部１３０は、スイッチ１２０の状態に応じて周コイル１１２または軸コイル１１３のいずれか一方、あるいは周コイル１１２および軸コイル１１３の両方に接続され、接続されたコイルに交流電流を供給可能である。
なお、電流供給部１３０が用いる電源は、渦電流探傷装置１の外部に位置していてもよいし、渦電流探傷装置１の内部に位置していてもよい。例えば、電流供給部１３０が、商用電源など外部電源から電力の供給を受けて探傷用の電圧に変圧する変圧回路を含んで構成されていてもよい。あるいは、電流供給部１３０が、直流電力を出力する電池と、当該直流電力を交流電力に変換する直流／交流変換回路とを含んで構成されていてもよい。

スイッチ１２０は、各クロスコイル１１１を構成する複数のコイル（周コイル１１２および軸コイル１１３）のうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、電流供給部１３０とコイルとの接続を切り替える。
図３は、クロスコイル１１１と電流供給部１３０との接続状態の第１の例を示す説明図である。同図では、１つのクロスコイル１１１と、電流供給部１３０と、スイッチ１２０のうち、当該クロスコイル１１１と電流供給部１３０との接続状態を切り替えるスイッチとが示されている。
図３に示すように、周コイル１１２、軸コイル１１３のそれぞれと電流供給部１３０とが、スイッチ１２０を介して配線されている。当該配線により、電流供給部１３０は、スイッチ１２０の状態に応じて、各クロスコイル１１１を構成する複数のコイル（周コイル１１２および軸コイル１１３）のそれぞれに交流電流を供給可能となっている。

図３の例では、周コイル１１２と電流供給部１３０との間のスイッチと、軸コイル１１３と電流供給部１３０との間のスイッチとのいずれも接続状態（ＯＮ）となっている。この状態では、電流供給部１３０は周コイル１１２と軸コイル１１３との両方に電流を供給する。これにより、渦電流探傷装置１はディファレンシャル方式による探傷を行う。
以下では、渦電流探傷装置１がディファレンシャル方式で探傷を行うモードを「ディファレンシャルモード」と称する。

ディファレンシャル方式では、周コイル１１２におけるインピーダンスと軸コイル１１３におけるインピーダンスとの差をとる。差をとることで、温度等の影響（例えば、温度変化によるコイルの導線の抵抗値の変化の影響）をキャンセルすることができ、欠陥の深さをより高精度に求めることができる。
一方、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥にディファレンシャル方式を適用した場合、２つのコイルの信号の差が小さくなり、欠陥の深さを高精度に測定することが困難である。この点について、図４〜８を参照して説明する。

図４は、配管９００の横断面における局所的な欠陥の例を示す説明図である。同図では、配管９００の横断面（配管９００の軸方向に直角な断面）が示されており、領域Ａ１１が局所的な欠陥となっている。ここでいう局所的な欠陥とは、面積または幅が比較的小さい欠陥である。
図５は、配管９００の縦断面における局所的な欠陥の例を示す説明図である。同図では、配管９００の縦断面（配管９００の軸方向に平行な断面）が示されており、領域Ａ１２が局所的な欠陥となっている。

図６は、配管９００の横断面における広域的な欠陥の例を示す説明図である。同図では、配管９００の横断面が示されており、領域Ａ２１が広域的な欠陥となっている。ここでいう広域的な欠陥とは、面積または幅が比較的大きい欠陥である。
図７は、配管９００の縦断面における広域的な欠陥の例を示す説明図である。同図では、配管９００の縦断面が示されており、領域Ａ２２が広域的な欠陥となっている。

図８は、広域的な欠陥におけるディファレンシャル方式での検出値の例を示す説明図である。同図では、配管９００の縦断面が示されており、領域Ａ３１が広域的な欠陥となっている。特に、領域Ａ３１における欠陥の深さは、なだらかに変化している。
また、同図のグラフは、クロスコイル（例えば、クロスコイル１１１）を配管９００の軸方向に移動させながらディファレンシャル方式で探傷を行った場合の、各位置における信号振幅検出値の例が示されている。この場合、例えば周コイル１１２の両端電圧と軸コイル１１３の両端電圧との差を信号振幅として用いる。当該信号振幅により、周コイル１１２におけるインピーダンスと軸コイル１１３におけるインピーダンスとの差が示される。

図８に示す欠陥の端部（領域Ａ３１の端部）では、欠陥の深さの変化（欠陥の深さの微分）が比較的大きくなっている。このように欠陥の深さの変化が比較的大きい箇所では、周コイル１１２におけるインピーダンスと軸コイル１１３におけるインピーダンスとの差が大きくなり易く、信号振幅が大きくなり易い。
一方、図８に示す欠陥自体は、欠陥の深さがなだらかに変化している。すなわち、欠陥の深さの変化が比較的小さくなっている。このように欠陥の深さの変化が比較的小さい箇所では、周コイル１１２におけるインピーダンスと軸コイル１１３におけるインピーダンスとの差が小さく、信号振幅が小さくなる。信号振幅が小さくなることでノイズの影響を受け易くなるなど、欠陥の深さを高精度に測定することが困難になる。

このように、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥の場合、ディファレンシャル方式で欠陥の深さを高精度に測定することは困難である。そこで、渦電流探傷装置１では、周コイル１１２と軸コイル１１３との両方を用いた探傷（ディファレンシャル方式）と、周コイル１１２または軸コイル１１３のいずれか一方のみを用いた探傷（アブソリュート方式）とを切替可能になっている。

図９は、クロスコイル１１１と電流供給部１３０との接続状態の第２の例を示す説明図である。図３の場合と同様、図９では、クロスコイル１１１のうちの１つと、電流供給部１３０と、スイッチ１２０のうち、当該クロスコイル１１１と電流供給部１３０との接続状態を切り替えるスイッチとが示されている。
図９の例では、軸コイル１１３と電流供給部１３０との間のスイッチが接続状態となっているのに対し、周コイル１１２と電流供給部１３０との間のスイッチは切断状態（ＯＦＦ）となっている。この状態では、電流供給部１３０は、軸コイル１１３に電流を供給するが周コイル１１２には電流を供給しない。これにより、渦電流探傷装置１はアブソリュート方式による探傷を行う。

上記のように、ディファレンシャル方式では、周コイル１１２におけるインピーダンスと軸コイル１１３におけるインピーダンスとの差を示す信号振幅から欠陥の深さを求める。これに対し、アブソリュート方式では、周コイル１１２または軸コイル１１３のいずれか一方のみを用いて、当該コイルにおけるインピーダンスを示す信号振幅から欠陥の深さを求める。

アブソリュート方式では、コイルと探傷対象との距離（リフトオフ）に応じた信号振幅を得られるので、欠陥の深さがなだらかに変化する場合も、当該欠陥の深さを測定可能である。
以下では、渦電流探傷装置１がディファレンシャル方式で探傷を行うモードを「ディファレンシャルモード」と称する。

図１に戻って、渦電流探傷装置本体２００は、ディファレンシャルモードとアブソリュートモードとの切替を行い、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅に基づいて探傷対象における欠陥の深さを求める。
渦電流探傷装置本体２００は、例えば、パーソナルコンピュータ（Personal Computer；ＰＣ）などの情報処理装置によって実現される。

なお、渦電流探傷装置本体２００の機能の全部または一部を、渦電流探傷装置本体２００に代わって人（ユーザ）が行うようにしてもよい。例えば、ユーザが、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅を参照して、スイッチ１２０の状態を切り替えることでディファレンシャルモードとアブソリュートモードとの切替を行うようにしてもよい。また、ユーザが、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅を欠陥の深さに換算するようにしてもよい。

表示部２１０は、例えば液晶パネルなどの表示画面を有し、各種情報を表示する。特に、表示部２１０は、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅に基づいて深さ取得部２９４が求める、探傷対象における欠陥の深さを表示する。
操作入力部２２０は、例えば押ボタンなどの入力デバイスを具備しユーザ操作を受け付ける。特に、操作入力部２２０は、探傷開始や探傷終了を指示するユーザ操作を受け付ける。

記憶部２８０は、渦電流探傷装置本体２００が具備する記憶デバイスにて実現され、各種情報を記憶する。特に、記憶部２８０は、アブソリュートモードにおける深さ取得用情報を予め複数記憶している。さらに、記憶部２８０は、ディファレンシャルモードにおける深さ取得用情報を予め記憶している。
記憶部２８０が記憶する深さ取得用情報の各々は、検出部２９１が検出するインピーダンスの大きさと、探傷対象における欠陥の深さとの関係を示す情報（較正曲線）である。この深さ取得用情報は、渦電流探傷プローブ１００の検出する信号振幅に基づいて、深さ取得部２９４が探傷対象における欠陥の深さを求めるために用いられる。

図１０は、記憶部２８０が記憶する、アブソリュートモードにおける深さ取得用情報の例を示す説明図である。同図のグラフの横軸は、欠陥の深さを示す。縦軸は、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅を示す。図１０の例では、コイルのインピーダンスを示す信号振幅の一例として、コイルの両端電圧の信号振幅が用いられている。

また、線Ｌ１１は、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を示す。線Ｌ１２は、局所的な欠陥用の深さ取得用情報を示す。アブソリュートモードにおいて、これら複数の深さ取得用情報のいずれかを深さ取得用情報選択部２９３が選択する。そして、深さ取得部２９４は、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅を、深さ取得用情報選択部２９３が選択した深さ取得用情報に適用して、欠陥の深さを求める。

ここで、本願発明者は、欠陥の面積が広い場合のほうが欠陥の面積が狭い場合よりも、欠陥の深さに対する信号振幅の大きさの比が大きくなり易いことを経験的に知得している。そこで、記憶部２８０には、広域的な欠陥用の深さ取得用情報と、局所的な欠陥用の深さ取得用情報とが設定されている。

なお、欠陥の面積が広い場合のほうが欠陥の面積が狭い場合よりも、欠陥の深さに対する信号振幅の大きさの比が大きくなり易い原因としては、欠陥の深さのみならず欠陥の面積も信号振幅の大きさに影響することが考えられる。例えば、局所的な欠陥では、渦電流検出対象範囲が健全部分（欠陥のない部分）にもかかることで、実質的に渦電流検出対象範囲が欠陥部分のみとなる広域的な欠陥の場合との比較において、信号振幅が小さくなることが考えられる。

なお、記憶部２８０が、３つ以上の深さ取得用情報を予め記憶していてもよい。例えば、記憶部２８０が、広域的な欠陥用の深さ取得用情報と、局所的な欠陥用の深さ取得用情報に加えて、中間的な面積の欠陥用の深さ取得用情報を予め記憶しておくようにしてもよい。この場合、深さ取得用情報選択部２９３は、欠陥の面積を広域的／中間／局所的の３段階で判定し、判定結果に応じた深さ取得用情報を選択する。

制御部２９０は、渦電流探傷装置１の各部を制御して各種機能を実行する。制御部２９０は、例えば、渦電流探傷装置本体２００の具備するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、記憶部２８０からプログラムを読み出して実行することで実現される。
検出部２９１は、各クロスコイルにおけるコイルのインピーダンスを検出する。具体的には、ディファレンシャルモードにおいて検出部２９１は、周コイル１１２におけるインピーダンスと軸コイル１１３におけるインピーダンスとの差を示す信号振幅を検出する。また、アブソリュートモードにおいて検出部２９１は、周コイル１１２または軸コイル１１３のいずれか一方（電流の供給を受けるほう）のインピーダンスを示す信号振幅を検出する。
検出部２９１が検出する、コイルにおけるインピーダンスを示す信号振幅として、例えば、コイルの両端電圧の信号振幅を用いることができる。

探傷方式切替部２９２は、ディファレンシャルモードからアブソリュートモードへの切替を行う。より具体的には、探傷方式切替部２９２は、ディファレンシャルモードでの検出部２９１の検出結果が所定の条件（以下、「探傷方式切替条件」と称する）を満たす場合に、スイッチ１２０の接続関係をアブソリュートモードに切り替える。
ここで、ディファレンシャルモードは、電流供給部１３０が１つのクロスコイル１１１につき複数のコイルに電流を供給する状態の一例に該当する。また、アブソリュートモードは、電流供給部１３０が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給する状態の一例に該当ずる。

また、探傷方式切替部２９２が探傷方式切替条件として、例えば、いずれかのクロスコイル１１１において欠陥が検出されたか否かという条件を用いることができる。すなわち、ディファレンシャルモードにて探傷範囲内に欠陥が検出された場合、探傷方式切替部２９２は、スイッチ１２０の状態を切り替えることでディファレンシャルモードからアブソリュートモードへの切替を行う。そして、渦電流探傷装置１は、アブソリュートモードにて配管９００内の探傷を再度行う。

深さ取得用情報選択部２９３は、アブソリュートモードでの検出部２９１の検出結果に応じて、記憶部２８０が記憶する複数の深さ取得用情報のうちいずれかを選択する。
より具体的には、深さ取得用情報選択部２９３は、検出結果が広域的な欠陥の存在を示唆する場合に、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を選択し、それ以外の場合は局所的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。

例えば、深さ取得用情報選択部２９３は、ｎ個（ｎは２以上の正整数）以上のクロスコイル１１１において欠陥が検出された場合、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。一方、深さ取得用情報選択部２９３は、欠陥が検出されたクロスコイル１１１の数がｎ個未満である場合、局所的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。

あるいは、深さ取得用情報選択部２９３が用いる条件は、欠陥の検出位置に依存するものであってもよい。例えば、深さ取得用情報選択部２９３は、連続（隣接）するｎ個（ｎは２以上の正整数）以上のクロスコイル１１１において欠陥が検出された場合、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。さらに例えばｎ＝３のとき、深さ取得用情報選択部２９３は、いずれかのクロスコイル１１１および両隣のクロスコイル１１１において欠陥が検出された場合、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。それ以外の場合は、深さ取得用情報選択部２９３は、局所的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。
このように、深さ取得用情報選択部２９３が、欠陥の検出位置に依存する条件を用いることで、局所的な欠陥が複数存在する場合に広域的な欠陥であると誤判定する可能性を低減させることができる。これにより、適切な深さ取得用情報を選択できる可能性が高まり、この点において、欠陥の深さの測定精度を高めることができる。

さらに、深さ取得用情報選択部２９３が用いる条件は、連続する欠陥における信号振幅の大小関係に依存するものであってもよい。例えば、深さ取得用情報選択部２９３は、いずれかのクロスコイル１１１および両隣のクロスコイル１１１において欠陥が検出され、かつ、両隣のクロスコイル１１１における信号振幅が、中央のクロスコイル１１１における信号振幅の５０パーセント（％）以上である場合、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。それ以外の場合は、深さ取得用情報選択部２９３は、局所的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する。

深さ取得部２９４は、深さ取得用情報選択部２９３が選択した深さ取得用情報を用いて、検出部２９１の検出結果（渦電流探傷プローブ１００における信号振幅）から探傷対象における欠陥の深さを求める。より具体的には、深さ取得部２９４は、深さ取得用情報選択部２９３が選択した深さ取得用情報を用いて、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅を欠陥の深さに換算する。

次に、図１１を参照して渦電流探傷装置１の動作について説明する。
図１１は、渦電流探傷装置１が渦電流探傷を行う処理手順を示すフローチャートである。同図の処理において、渦電流探傷装置１は、ディファレンシャルモードで探傷を行う（ステップＳ１０１）。
より具体的には、探傷方式切替部２９２が、スイッチ１２０における、周コイル１１２と電流供給部１３０との間のスイッチと、軸コイル１１３と電流供給部１３０との間のスイッチとの両方を接続状態とする。これにより、探傷方式切替部２９２は、渦電流探傷装置１のモードをディファレンシャルモードにする。
そして、渦電流探傷プローブ１００が、配管９００内の探傷範囲を移動し、渦電流探傷装置１は、サンプリング毎に図１２の処理を行う。

図１２は、ディファレンシャルモードにおいて渦電流探傷装置１がサンプリング毎に行う処理の手順を示すフローチャートである。同図の処理において、検出部２９１は、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅を検出する（ステップＳ２０１）。
次に、深さ取得部２９４は、ステップＳ１０１で検出部２９１が検出した信号振幅に基づいて、欠陥の深さを取得する（ステップＳ２０２）。
より具体的には、ディファレンシャルモードでは、深さ取得用情報選択部２９３はディファレンシャルモード用の深さ取得用情報を選択する。そして、深さ取得部２９４は、深さ取得用情報選択部２９３が選択したディファレンシャルモード用の深さ取得用情報を用いて、検出部２９１が検出した信号振幅を欠陥の深さに換算する。
そして、表示部２１０は、ステップＳ２０２で深さ取得部２９４が取得した欠陥の深さを表示する（ステップＳ２０３）。
その後、図１２の処理を終了する。

渦電流探傷プローブ１００が配管９００内の探傷範囲全体を移動し、渦電流探傷装置１がサンプリング毎に図１２の処理を行うことで、渦電流探傷装置１は、探傷範囲の各位置についてディファレンシャルモードにて探傷を行う。
探傷範囲全体を探傷するために、渦電流探傷プローブ１００が自走式で配管９００内を移動するようにしてもよいし、人力で渦電流探傷プローブ１００を移動させるようにしてもよい。

なお、深さ取得部２９４が、ステップＳ２０２における欠陥の深さの取得を、複数回分纏めて行うようにしてもよい。例えば、サンプリングタイミング毎に検出部２９１がステップＳ２０１における信号振幅の検出を行い、記憶部２８０が検出結果を記憶しておくようにしてもよい。そして、探傷範囲全体について信号振幅の検出が完了した後、深さ取得部２９４がステップＳ２０２における欠陥の深さの取得を行うようにしてもよい。
なお、深さ取得部２９４の機能をユーザが実行する場合は、検出部２９１が検出した信号振幅を表示部２１０が表示する。そして、ユーザは、表示部２１０が表示している信号振幅を、所定の較正曲線を用いて欠陥の深さに換算する。

図１１に戻って、ステップＳ１０１の後、探傷方式切替部２９２は、ステップＳ１０１（図１２のステップＳ２０２）で深さ取得部２９４が取得した欠陥の深さについて、探傷方式切替条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
例えば、上述したように探傷範囲内に欠陥が検出された場合、探傷方式切替部２９２は、探傷方式切替条件が成立していると判定する。ここで、欠陥の有無の判定において、欠陥の深さが所定の閾値以上か否かという判定条件を用いることができる。例えば、探傷範囲におけるいずれかの位置で欠陥の深さが所定の閾値以上となっている場合、探傷方式切替部２９２は、探傷方式切替条件が成立していると判定する。
なお、モードの切り替えをユーザが行う場合は、ステップＳ１０２における探傷方式切替条件として、アブソリュートモードでの探傷を指示するユーザ操作の有無を用いる。

ステップＳ１０２において、探傷方式切替条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、図１１の処理を終了する。
一方、ステップＳ１０２において、探傷方式切替条件が成立していると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、渦電流探傷装置１は、アブソリュートモードで探傷を行う（ステップＳ１０３）。

より具体的には、探傷方式切替部２９２は、スイッチ１２０における、周コイル１１２と電流供給部１３０との間のスイッチと、軸コイル１１３と電流供給部１３０との間のスイッチとのいずれか一方を接続状態とし、他方を切断状態とする。これにより、探傷方式切替部２９２は、渦電流探傷装置１のモードをディファレンシャルモードからアブソリュートモードへと切り替える。
そして、渦電流探傷プローブ１００が、配管９００内の探傷範囲を移動し、渦電流探傷装置１は、サンプリング毎に図１３の処理を行う。

図１３は、アブソリュートモードにおいて渦電流探傷装置１がサンプリング毎に行う処理の手順を示すフローチャートである。同図の処理において、検出部２９１は、渦電流探傷プローブ１００における信号振幅を検出する（ステップＳ３０１）。
次に、深さ取得用情報選択部２９３は、ステップＳ１１１で検出部２９１が検出した信号振幅について、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を選択するための条件（以下、「広域条件」と称する）が成立しているか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

上述したように、広域条件として、例えば、ｎ個以上のクロスコイル１１１において欠陥が検出されたか否かという条件を用いる。あるいは、広域条件として、連続するｎ個以上のクロスコイル１１１において欠陥が検出されたか否かという条件を用いるようにしてもよい。あるいは、広域条件として、いずれかのクロスコイル１１１および両隣のクロスコイル１１１において欠陥が検出され、かつ、両隣のクロスコイル１１１における信号振幅が中央のクロスコイル１１１における信号振幅の５０パーセント以上か否かという条件を用いるようにしてもよい。

ステップＳ３０２において、広域条件が成立していると判定した場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、深さ取得用情報選択部２９３は、記憶部２８０が記憶している深さ取得用情報のうち、広域的な欠陥用の深さ取得用情報を選択する（ステップＳ３１１）。
そして、深さ取得部２９４は、ステップＳ３０１で検出部２９１が検出した信号振幅に基づいて、欠陥の深さを取得する（ステップＳ３３１）。より具体的には、深さ取得部２９４は、深さ取得用情報選択部２９３が選択した広域的な欠陥用の深さ取得用情報を用いて、検出部２９１が検出した信号振幅を欠陥の深さに換算する。
そして、表示部２１０は、ステップＳ３３１で深さ取得部２９４が取得した欠陥の深さを表示する（ステップＳ３３２）。
その後、図１３の処理を終了する。

一方、ステップＳ３０２において、広域条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、深さ取得用情報選択部２９３は、記憶部２８０が記憶している深さ取得用情報のうち、局所用の深さ取得用情報を選択する（ステップＳ３２１）。
その後、ステップＳ３３１へ遷移する。

渦電流探傷プローブ１００が配管９００内の探傷範囲全体を移動し、渦電流探傷装置１がサンプリング毎に図１３の処理を行うことで、渦電流探傷装置１は、探傷範囲の各位置についてアブソリュートモードにて探傷を行う。
ディファレンシャルモードの場合と同様、渦電流探傷プローブ１００が自走式で配管９００内を移動するようにしてもよいし、人力で渦電流探傷プローブ１００を移動させるようにしてもよい。

なお、深さ取得部２９４がステップＳ３３１における欠陥の深さの取得を、複数回分纏めて行うようにしてもよい。例えば、サンプリングタイミング毎に検出部２９１がステップＳ３０１における信号振幅の検出を行い、記憶部２８０が検出結果を記憶しておくようにしてもよい。そして、探傷範囲全体について信号振幅の検出が完了した後、深さ取得用情報選択部２９３が、サンプリングタイミング毎の各信号振幅検出結果に対して、ステップＳ３０２における判定を行って深さ取得用情報を選択するようにしてもよい。そして、深さ取得部２９４が、深さ取得用情報選択部２９３が選択した深さ取得用情報を用いて、ステップＳ３１１における欠陥の深さの取得を行うようにしてもよい。

なお、深さ取得部２９４の機能をユーザが実行する場合は、検出部２９１が検出した信号振幅を表示部２１０が表示する。そして、ユーザは、表示部２１０が表示している信号振幅に基づいて、広域的な欠陥用の深さ取得情報、または、局所的な欠陥用の深さ取得情報のいずれかを選択し、選択した深さ取得情報を用いて信号振幅を欠陥の深さに換算する。

なお、周コイル１１２用いて探傷を行う場合、配管９００の軸方向（配管９００の軸に平行な方向）に長い欠陥を検出し易い。一方、軸コイル１１３を用いて探傷を行う場合、配管９００の周方向（配管９００の軸に直角な方向）に長い欠陥を検出し易い。
配管内においては、一般的には軸方向の欠陥が発生し易い。渦電流探傷装置１がアブソリュートモードにおいて周コイル１１２を用いるようにすることで、かかる軸方向の欠陥を検出し易くなる。
図１１に戻って、ステップＳ１０３の後、図１１の処理を終了する。

以上のように、プローブ本体１１０には、クロスコイルが複数配置されており、各クロスコイルは、互いに交差する異なる軸線回りに巻回された周コイル１１２と軸コイル１１３とを組み合わせて構成されている。
そして、スイッチ１２０は、各クロスコイル１１１を構成する周コイル１１２と軸コイル１１３とのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、電流供給部１３０と周コイル１１２との接続や、電流供給部１３０と軸コイル１１３との接続を切り替える。

これにより、ユーザは、１つの渦電流探傷プローブ１００を用いてディファレンシャル方式による渦電流探傷とアブソリュート方式による渦電流探傷との両方を行うことができる。特に、局所的な欠陥など、欠陥の深さの変化が比較的急な欠陥については、ディファレンシャル方式にて渦電流探傷を行うことで、温度変化などのノイズの影響を低減させることができる。また、広域的な欠陥で、欠陥の深さの変化が比較的緩やかな欠陥については、アブソリュート方式にて渦電流探傷を行うことで、欠陥の深さを求めることができる。
このように、渦電流探傷プローブ１００がディファレンシャル方式とアブソリュート方式との切替を行うことで、探傷対象に局所的な欠陥と、欠陥の深さがなだらかに変化する広域的な欠陥とが混在する場合でも、両方の欠陥の深さを、より精度よく得ることができる。

また、探傷方式切替部２９２は、ディファレンシャルモードでの検出部２９１の検出結果が探傷方式切替条件を満たす場合、スイッチ１２０の接続関係を、電流供給部１３０が１つのクロスコイル１１１につき周コイル１１２または軸コイル１１３のいずれか一方に電流を供給するように切り替える。
これにより、渦電流探傷装置１は、ディファレンシャルモードにて欠陥が検出された場合にアブソリュートモードへの切替を行うなど、ディファレンシャルモードでの検出部２９１の検出結果に応じて自動的にアブソリュートモードへの切替を行うことができる。

また、記憶部２８０は、検出部２９１が検出するインピーダンスの大きさ（信号振幅の大きさ）と、探傷対象における欠陥の深さとの関係を示す深さ取得用情報を複数記憶する。そして、深さ取得用情報選択部２９３は、アブソリュートモードでの検出部２９１の検出結果に応じて、記憶部２８０が記憶する深さ取得用情報のいずれかを選択する。そして、深さ取得部２９４は、深さ取得用情報選択部２９３が選択した深さ取得用情報を用いて、検出部２９１の検出結果から探傷対象における欠陥の深さを求める。
これにより、深さ取得部２９４は、欠陥の大きさに応じた深さ取得用情報を用いて欠陥の深さを求めることができる。この点において、渦電流探傷装置１では、探傷対象に局所的な欠陥と広域的な欠陥とが混在する場合でも、両方の欠陥の深さを、より精度よく得ることができる。

なお、渦電流探傷装置本体２００の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１ 渦電流探傷装置
１００ 渦電流探傷プローブ
１１０ プローブ本体
１１１ クロスコイル
１１２ 周コイル
１１３ 軸コイル
１２０ スイッチ
１３０ 電流供給部
２００ 渦電流探傷装置本体
２１０ 表示部
２２０ 操作入力部
２８０ 記憶部
２９０ 制御部
２９１ 検出部
２９２ 探傷方式切替部
２９３ 深さ取得用情報選択部
２９４ 深さ取得部

Claims (6)

1. 互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、
   を具備する渦電流探傷プローブ。
2. 互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、
   各クロスコイルにおけるコイルのインピーダンスを検出する検出部と、
   を具備する渦電流探傷装置。
3. 前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき複数のコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果が所定の条件を満たす場合、前記スイッチの接続関係を、前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給するように切り替える探傷方式切替部を具備する請求項２に記載の渦電流探傷装置。
4. 前記検出部が検出する前記インピーダンスの大きさと、探傷対象における欠陥の深さとの関係を示す深さ取得用情報を複数記憶する記憶部と、
   前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果に応じて、前記記憶部が記憶する深さ取得用情報のいずれかを選択する深さ取得用情報選択部と、
   前記深さ取得用情報選択部が選択した深さ取得用情報を用いて、前記検出部の検出結果から探傷対象における欠陥の深さを求める深さ取得部と、
   を具備する請求項２または請求項３に記載の渦電流探傷装置。
5. 互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、
   各クロスコイルにおけるコイルのインピーダンスを検出する検出部と、
   を具備する渦電流探傷装置を用いる渦電流探傷方法であって、
   前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき複数のコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果が所定の条件を満たす場合、前記スイッチの接続関係を、前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給するように切り替える探傷方式切替ステップを有する渦電流探傷方法。
6. 互いに交差する異なる軸線回りに巻回された複数のコイルを組み合わせたクロスコイルを、複数配置したプローブ本体と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのそれぞれに電流を供給可能な電流供給部と、
   各クロスコイルを構成する前記複数のコイルのうち少なくとも一つのコイルに電流が供給されるように、前記電流供給部と前記コイルとの接続を切り替えるスイッチと、
   各クロスコイルにおけるコイルのインピーダンスを検出する検出部と、
   を具備する渦電流探傷装置を用いる渦電流探傷方法であって、
   前記電流供給部が１つのクロスコイルにつき１つのコイルに電流を供給する状態での前記検出部の検出結果に応じて、
   前記検出部が検出する前記インピーダンスの大きさと、探傷対象における欠陥の深さとの関係を示す、複数の深さ取得用情報のうちいずれかを選択する判定情報選択ステップと、
   前記深さ取得用情報選択ステップにて選択した深さ取得用情報を用いて、前記検出部の検出結果から探傷対象における欠陥の深さを求める深さ取得ステップと、
   を有する渦電流探傷方法。
   

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