JP2622536B2 - 渦流探傷方法及びその装置 - Google Patents
渦流探傷方法及びその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性の被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷
を非破壊で検知する渦流探傷方法及びその装置に関す
る。
を非破壊で検知する渦流探傷方法及びその装置に関す
る。
従来、フェライトコアに一次及び二次コイルを巻回し
たセンサを導電性の非検査体の表面に接触状態で移動さ
せるとともに、一次コイルに矩形波電流を供給して、非
検査体表面の微小領域に渦電流を発生させ、該渦電流に
より勇誘起される誘電磁場を二次コイルで検出し、該二
次コイルで検出されたパルス波形電圧のパルス幅を測定
して被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質を検出する
渦流探傷装置は提供されている。この検出原理は、被検
査体の表面に誘起される渦電流の減衰時間、即ちパルス
幅が該被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質で異なる
ことを利用したものである。
たセンサを導電性の非検査体の表面に接触状態で移動さ
せるとともに、一次コイルに矩形波電流を供給して、非
検査体表面の微小領域に渦電流を発生させ、該渦電流に
より勇誘起される誘電磁場を二次コイルで検出し、該二
次コイルで検出されたパルス波形電圧のパルス幅を測定
して被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質を検出する
渦流探傷装置は提供されている。この検出原理は、被検
査体の表面に誘起される渦電流の減衰時間、即ちパルス
幅が該被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質で異なる
ことを利用したものである。
ところで、二次コイル検出されるパルス波形電圧の波
高値及びパルス幅は、被検査体のセンサとの距離の変動
（リフトオフ）によって大きく変化し、この影響によっ
て微小亀裂、欠陥等の傷や材質による検出信号が識別で
きなくなり、傷等の検出の信頼性に問題があった。
高値及びパルス幅は、被検査体のセンサとの距離の変動
（リフトオフ）によって大きく変化し、この影響によっ
て微小亀裂、欠陥等の傷や材質による検出信号が識別で
きなくなり、傷等の検出の信頼性に問題があった。
そこで、前述のリフトオフの影響を少なくすること
が、この種の渦流探傷方法及びその装置の重要な課題で
様々な工夫が施されている。例えば、本出願人による特
開平１−316655号公報にて開示される如く、二次コイル
の出力信号からセンサと被検査体との距離の変化により
生じる信号の変化に応じた正負の駆動電流を発生し、該
駆動電流にてセンサの一端に連結した永久磁石の周囲に
配した駆動コイルを作動させて、センサと被検査体との
距離を一定に保つようにした装置が提供されている。し
かし、前述の駆動電流は常時供給しなければならず、ま
た電流量も多く必要とするため、消費電力が多いととも
に、携帯用には不向きで、更に応答性に問題があった。
が、この種の渦流探傷方法及びその装置の重要な課題で
様々な工夫が施されている。例えば、本出願人による特
開平１−316655号公報にて開示される如く、二次コイル
の出力信号からセンサと被検査体との距離の変化により
生じる信号の変化に応じた正負の駆動電流を発生し、該
駆動電流にてセンサの一端に連結した永久磁石の周囲に
配した駆動コイルを作動させて、センサと被検査体との
距離を一定に保つようにした装置が提供されている。し
かし、前述の駆動電流は常時供給しなければならず、ま
た電流量も多く必要とするため、消費電力が多いととも
に、携帯用には不向きで、更に応答性に問題があった。
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところ
は、一次及び二次コイルを含むセンサを機械的に変動さ
せることなく、また従来の渦電流の減衰特性を利用した
検出原理をそのまま利用し、二次コイルに発生するパル
ス波形電圧の信号を解析するだけで、センサと被検査体
との距離の変動（リフトオフ）による影響を相殺して、
真に被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷のみを検出できる
ようになした渦流探傷方法及びその装置を提供する点に
ある。
は、一次及び二次コイルを含むセンサを機械的に変動さ
せることなく、また従来の渦電流の減衰特性を利用した
検出原理をそのまま利用し、二次コイルに発生するパル
ス波形電圧の信号を解析するだけで、センサと被検査体
との距離の変動（リフトオフ）による影響を相殺して、
真に被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷のみを検出できる
ようになした渦流探傷方法及びその装置を提供する点に
ある。
本発明は、前述の課題解決の為に、フェライトコアに
一次及び二次コイルを巻回し、一次コイルに矩形波電流
を供給した際に二次コイルに生じるパルス波形電圧のパ
ルス幅を電圧の異なる二ヶ所において測定し、両パルス
幅を用いてフェライトコアと導電性の被検査体との距離
の変動による影響を相殺し、真に被監査体の微小亀裂、
欠陥等の傷のみを検出してなる渦流探傷方法を確立し
た。
一次及び二次コイルを巻回し、一次コイルに矩形波電流
を供給した際に二次コイルに生じるパルス波形電圧のパ
ルス幅を電圧の異なる二ヶ所において測定し、両パルス
幅を用いてフェライトコアと導電性の被検査体との距離
の変動による影響を相殺し、真に被監査体の微小亀裂、
欠陥等の傷のみを検出してなる渦流探傷方法を確立し
た。
また、前記二次コイルのパルス波形電圧のパルス幅を
測定する閾値電圧を、フェライトコアの先端と被検査体
との距離の変動に影響され且つ被検査体の微小亀裂、欠
陥等の傷に影響されない電圧と、フェライトコアの先端
と被検査体との距離の変動に影響され且つ被検査体の微
小亀裂、欠陥等の傷に影響される電圧に設定し、両パル
ス幅の差に比例する信号を得るのである。
測定する閾値電圧を、フェライトコアの先端と被検査体
との距離の変動に影響され且つ被検査体の微小亀裂、欠
陥等の傷に影響されない電圧と、フェライトコアの先端
と被検査体との距離の変動に影響され且つ被検査体の微
小亀裂、欠陥等の傷に影響される電圧に設定し、両パル
ス幅の差に比例する信号を得るのである。
そして、具体的には、フェライトコアに一次及び二次
コイルを巻回してなるセンサと、前記一次コイルに矩形
波電流を供給するパルス電流発生回路と、前記二次コイ
ルに生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス
幅が前記センサの先端と導電性の被検査体との距離の変
動により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷に
より変化しない電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パ
ルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩
形波電圧を出力する第１コンパレータと、前記二次コイ
ルに生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス
幅が前記センサの先端と被検査体との距離の変動により
広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷により広狭
する電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パルス波形電
圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩形波電圧を
出力する第２コンパレータと、前記第１コンパレータと
第２コンパレータの出力をそれぞれ平滑化し、それぞれ
の矩形波電圧のパルス幅に比例する直流電圧に変換する
二つの平滑回路と、前記両平滑回路の出力電圧の差を取
り、前記センサの先端と被検査体との距離による変化を
排除し、直流電圧信号を出力してなる相殺回路とよりな
る渦流探傷装置を構成した。
コイルを巻回してなるセンサと、前記一次コイルに矩形
波電流を供給するパルス電流発生回路と、前記二次コイ
ルに生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス
幅が前記センサの先端と導電性の被検査体との距離の変
動により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷に
より変化しない電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パ
ルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩
形波電圧を出力する第１コンパレータと、前記二次コイ
ルに生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス
幅が前記センサの先端と被検査体との距離の変動により
広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷により広狭
する電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パルス波形電
圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩形波電圧を
出力する第２コンパレータと、前記第１コンパレータと
第２コンパレータの出力をそれぞれ平滑化し、それぞれ
の矩形波電圧のパルス幅に比例する直流電圧に変換する
二つの平滑回路と、前記両平滑回路の出力電圧の差を取
り、前記センサの先端と被検査体との距離による変化を
排除し、直流電圧信号を出力してなる相殺回路とよりな
る渦流探傷装置を構成した。
また、前記装置の平滑回路と相殺回路に代えて、両コ
ンパレータからの出力電圧のパルス幅の差に一致するパ
ルス幅の矩形波電圧を出力するパルス発生回路と、前記
パルス発生回路の出力電圧のパルス幅に比例する直流電
圧信号若しくはデジタル信号を出力してなる信号変換回
路とを用いて渦流探傷装置を構成した。
ンパレータからの出力電圧のパルス幅の差に一致するパ
ルス幅の矩形波電圧を出力するパルス発生回路と、前記
パルス発生回路の出力電圧のパルス幅に比例する直流電
圧信号若しくはデジタル信号を出力してなる信号変換回
路とを用いて渦流探傷装置を構成した。
以上の如き内容からなる本発明の渦流探傷方法及びそ
の装置は、一次コイルに供給した矩形波電流により二次
コイルに発生するパルス波形電圧のパルス幅が、該コイ
ルの一端を導電性の被検査体に接近させるとき全体的に
広く又は狭くなる変化を生じ、また該コイルを被検査体
表面に沿って移動し、微小亀裂、欠陥等の傷の上を通過
する際にはそのパルス幅がテール部のみ部分的に変化す
ることを利用し、コイルト被検査体との距離の変動（リ
フトオフ）によるパルス幅の変化を相殺し、真に微小亀
裂、欠陥等の傷によるパルス幅の変化のみを信号として
検出するのである。
の装置は、一次コイルに供給した矩形波電流により二次
コイルに発生するパルス波形電圧のパルス幅が、該コイ
ルの一端を導電性の被検査体に接近させるとき全体的に
広く又は狭くなる変化を生じ、また該コイルを被検査体
表面に沿って移動し、微小亀裂、欠陥等の傷の上を通過
する際にはそのパルス幅がテール部のみ部分的に変化す
ることを利用し、コイルト被検査体との距離の変動（リ
フトオフ）によるパルス幅の変化を相殺し、真に微小亀
裂、欠陥等の傷によるパルス幅の変化のみを信号として
検出するのである。
即ち、二次コイルに生じるパルス波形電圧のパルス幅
を、リフトオフに影響され且つ傷に影響されない部分
と、リフトオフと傷に共に影響される部分の二ヶ所で測
定し、両パルス幅からリフトオフの影響を相殺し、真に
傷による信号のみを取り出してその存在を検知するもの
である。
を、リフトオフに影響され且つ傷に影響されない部分
と、リフトオフと傷に共に影響される部分の二ヶ所で測
定し、両パルス幅からリフトオフの影響を相殺し、真に
傷による信号のみを取り出してその存在を検知するもの
である。
次に添付図面に示した実施例に基づき更に本発明の詳
細を説明する。
細を説明する。
第１図はセンサ１を被検査体２の表面上を移動させて
微小亀裂、欠陥等の傷３を検知する状態を示したもので
ある。
微小亀裂、欠陥等の傷３を検知する状態を示したもので
ある。
センサ１は、フェライトコア４に励磁用の一次コイル
５と検出用の二次コイル６を巻回したものである。尚、
フェライトコア４は、磁束を集中させる同様の効果を有
するものに代用できる。また、一次コイル５と二次コイ
ル６は同一回転方向に巻回してもよいし、逆回転方向に
巻回してもよく、二次コイル６の出力電圧の極性を後の
信号処理に応じて設定するものとする。
５と検出用の二次コイル６を巻回したものである。尚、
フェライトコア４は、磁束を集中させる同様の効果を有
するものに代用できる。また、一次コイル５と二次コイ
ル６は同一回転方向に巻回してもよいし、逆回転方向に
巻回してもよく、二次コイル６の出力電圧の極性を後の
信号処理に応じて設定するものとする。
本発明の渦流探傷装置は、第２図に示す如く前記セン
サ１と、該センサ１の一次コイル５に矩形波電流I1を供
給するパルス電流発生回路７と、二次コイル６に生じる
パルス波形電圧V2の閾値電圧VAでのパルス幅と一致する
パルス幅を有する矩形波電圧VCAを出力する第１コンパ
レータ８及び二次コイル６に生じるパルス波形電圧V2の
閾値電圧VBでのパルス幅と一致するパルス幅を有する矩
形波電圧VCBを出力する第二コンパレータ９と、前記第
１コンパレータ８と第二コンパレータ９の出力をそれぞ
れ平滑化する平滑回路10及び11と、前記平滑回路10,11
の出力電圧からセンサ１の先端と被検査体２との距離に
よる変化（リフトオフ）を排除する相殺回路12とより構
成される。また、前記相殺回路12の出力を適宜レベルま
で増幅する増幅回路13を後段に接続し、所望の電圧信号
VOを得るようにしている。
サ１と、該センサ１の一次コイル５に矩形波電流I1を供
給するパルス電流発生回路７と、二次コイル６に生じる
パルス波形電圧V2の閾値電圧VAでのパルス幅と一致する
パルス幅を有する矩形波電圧VCAを出力する第１コンパ
レータ８及び二次コイル６に生じるパルス波形電圧V2の
閾値電圧VBでのパルス幅と一致するパルス幅を有する矩
形波電圧VCBを出力する第二コンパレータ９と、前記第
１コンパレータ８と第二コンパレータ９の出力をそれぞ
れ平滑化する平滑回路10及び11と、前記平滑回路10,11
の出力電圧からセンサ１の先端と被検査体２との距離に
よる変化（リフトオフ）を排除する相殺回路12とより構
成される。また、前記相殺回路12の出力を適宜レベルま
で増幅する増幅回路13を後段に接続し、所望の電圧信号
VOを得るようにしている。
前記パルス電流発生回路７は、第３図に示す如く矩形
波電流I1を発生するもので、本実施例では該矩形波電流
I1の周波数は約1kHz、パルス幅約0.2msに設定し、一次
コイル５に供給して被検査体２の表面に略垂直方向に変
動磁界を与えるのである。そして、前記二次コイル６に
は、前記矩形波電流I1の立上り及び立下り時に半値幅が
約10μｓのパルス幅のパルス波形電圧V2が得られる。
波電流I1を発生するもので、本実施例では該矩形波電流
I1の周波数は約1kHz、パルス幅約0.2msに設定し、一次
コイル５に供給して被検査体２の表面に略垂直方向に変
動磁界を与えるのである。そして、前記二次コイル６に
は、前記矩形波電流I1の立上り及び立下り時に半値幅が
約10μｓのパルス幅のパルス波形電圧V2が得られる。
前記第一コンパレータ８及び第二コンパレータ９は、
前記パレス波形電圧V2の異なる電圧に閾値が設定され、
第３図に示す如くそれぞれ閾値電圧VA及びVBでのパルス
幅に一致するパルス幅を有する矩形波電圧VCAとVCBを発
生させるのである。即ち、第一コンパレータ８は、高速
演算増幅器14（OPアンプ）の正端子に前記二次コイル６
のパルス波形電圧V2が入力され、負端子には正電圧＋Ｖ
に電圧付勢された可変抵抗RSで分圧設定して閾値電圧VA
が印加されたものである。また、第二コンパレータ９
は、第一コンパレータ８と同一構成であるが、可変抵抗
RSにて閾値電圧VBを印加している。前記矩形波電圧VCA
とVCBは波高値が同じでパルス幅のみが異なる一定周期
のパルス電圧である。
前記パレス波形電圧V2の異なる電圧に閾値が設定され、
第３図に示す如くそれぞれ閾値電圧VA及びVBでのパルス
幅に一致するパルス幅を有する矩形波電圧VCAとVCBを発
生させるのである。即ち、第一コンパレータ８は、高速
演算増幅器14（OPアンプ）の正端子に前記二次コイル６
のパルス波形電圧V2が入力され、負端子には正電圧＋Ｖ
に電圧付勢された可変抵抗RSで分圧設定して閾値電圧VA
が印加されたものである。また、第二コンパレータ９
は、第一コンパレータ８と同一構成であるが、可変抵抗
RSにて閾値電圧VBを印加している。前記矩形波電圧VCA
とVCBは波高値が同じでパルス幅のみが異なる一定周期
のパルス電圧である。
前記平滑回路10及び11は、コンパレータの出力の負ス
パイクを除去するダイオードＤとコンデンサＣ及び抵抗
Ｒより構成された通常の整流回路である。そして、該平
滑回路10及び11により、それぞれ矩形波電圧VCA及びVCB
を整流し、それぞれのパルス幅に比例した直流電圧VRA
及びVRBに変換するのである。尚、第３図に示した直流
電圧VRAとVRBは、コンデンサＣと抵抗Ｒによって充放電
する状態を説明するために波打っているが、実際はもっ
と平滑である。
パイクを除去するダイオードＤとコンデンサＣ及び抵抗
Ｒより構成された通常の整流回路である。そして、該平
滑回路10及び11により、それぞれ矩形波電圧VCA及びVCB
を整流し、それぞれのパルス幅に比例した直流電圧VRA
及びVRBに変換するのである。尚、第３図に示した直流
電圧VRAとVRBは、コンデンサＣと抵抗Ｒによって充放電
する状態を説明するために波打っているが、実際はもっ
と平滑である。
前記相殺回路12は、前記直流電圧VRA及びVRBの差を取
るアナログ回路で、前記平滑回路10又は11の一方の出力
電圧の極性を逆に変換する位相反転回路15と、該位相反
転回路15より極性を変換した直流電圧VRAとそのままの
直流電圧VRBとを加える加算回路16よりなる。尚、該相
殺回路12は、減算回路で置き換えることが可能である。
前記位相反転回路15は、演算増幅器を用いた増幅度１の
反転増幅器であり、前記加算回路16は、演算増幅器の一
方の端子に両直流電圧変化成分を入力するようになした
増幅器又は両直流電圧変化成分を抵抗体の両端に入力す
るようになしたポテンシオメータで構成される。
るアナログ回路で、前記平滑回路10又は11の一方の出力
電圧の極性を逆に変換する位相反転回路15と、該位相反
転回路15より極性を変換した直流電圧VRAとそのままの
直流電圧VRBとを加える加算回路16よりなる。尚、該相
殺回路12は、減算回路で置き換えることが可能である。
前記位相反転回路15は、演算増幅器を用いた増幅度１の
反転増幅器であり、前記加算回路16は、演算増幅器の一
方の端子に両直流電圧変化成分を入力するようになした
増幅器又は両直流電圧変化成分を抵抗体の両端に入力す
るようになしたポテンシオメータで構成される。
尚、実際には前記相殺回路12に入力する前に、前記直
流電愛VRA及びVRBを平均直流電圧成分除去回路10′,1
1′を通して傷３等による直流電圧変化成分ΔVRA及びΔ
VRBのみを取り出している。該平均直流電圧成分除去回
路10′,1′は第６図に示す如くカットオフ電圧を可変と
した演算増幅器より構成されている。
流電愛VRA及びVRBを平均直流電圧成分除去回路10′,1
1′を通して傷３等による直流電圧変化成分ΔVRA及びΔ
VRBのみを取り出している。該平均直流電圧成分除去回
路10′,1′は第６図に示す如くカットオフ電圧を可変と
した演算増幅器より構成されている。
そして、前記加算回路16の出力電圧は、所望の電圧値
まで増幅回路13にて増幅して直流電圧信号VOとして出力
するのである。
まで増幅回路13にて増幅して直流電圧信号VOとして出力
するのである。
ところで、第１図に示すようにセンサ１を被検査体２
の表面に接触させた状態では、その被検査体２の材質に
応じた波高値のパルス波形電圧V2が二次コイル６に生じ
る。そして、前記センサ１をその表面に沿って移動さ
せ、微小亀裂、欠陥等の傷３の上を通過する際に、該傷
３による影響が前記パルス波形電圧V2に現れる。即ち、
被検査体２の正常な表面に一次コイル５によって誘起さ
れた渦電流は、その表面の材質に特有な電気抵抗により
減衰するが、傷３を有する表面ではその減衰速度が変化
し、前記パルス波形電圧V2のパルス幅に影響を及ぼすの
である。また、前記センサ１の被検査体２に接近させる
際には、被検査体２の材質に応じて前記パルス波形電圧
V2の波高値及びパルス幅は全体的に変化し、このリフト
オフによる影響は、第４図中に一点鎖線で示してあり、
一般的に非鉄のアルミニウムや銅に接近すれば、パルス
波形電圧V2の波高値及びパルス幅は小さくなり、鉄系の
合金や鋼に接近すれば、パルス波形電圧V2の波高値及び
パルス幅は大きくなる傾向にある。尚、第４図は鉄系の
被検査体２にセンサ１を接近させる場合を示している。
ここで注目すべき点は、リフトオフによってパルス波形
電圧V2のパルス幅に及ぼす影響は、パルス波形電圧V2の
電圧値の高低部において多少異なるが前記平均直流電圧
成分除去回路10′,11′の増幅器の増幅度を変えること
で略同じにすることができ、また二点鎖線で示す傷３に
よる影響はパルス波形電圧V2の電圧値の低いテール部に
のみ現れることである。正しく本発明はこのような性質
を巧みに利用してなされたものである。
の表面に接触させた状態では、その被検査体２の材質に
応じた波高値のパルス波形電圧V2が二次コイル６に生じ
る。そして、前記センサ１をその表面に沿って移動さ
せ、微小亀裂、欠陥等の傷３の上を通過する際に、該傷
３による影響が前記パルス波形電圧V2に現れる。即ち、
被検査体２の正常な表面に一次コイル５によって誘起さ
れた渦電流は、その表面の材質に特有な電気抵抗により
減衰するが、傷３を有する表面ではその減衰速度が変化
し、前記パルス波形電圧V2のパルス幅に影響を及ぼすの
である。また、前記センサ１の被検査体２に接近させる
際には、被検査体２の材質に応じて前記パルス波形電圧
V2の波高値及びパルス幅は全体的に変化し、このリフト
オフによる影響は、第４図中に一点鎖線で示してあり、
一般的に非鉄のアルミニウムや銅に接近すれば、パルス
波形電圧V2の波高値及びパルス幅は小さくなり、鉄系の
合金や鋼に接近すれば、パルス波形電圧V2の波高値及び
パルス幅は大きくなる傾向にある。尚、第４図は鉄系の
被検査体２にセンサ１を接近させる場合を示している。
ここで注目すべき点は、リフトオフによってパルス波形
電圧V2のパルス幅に及ぼす影響は、パルス波形電圧V2の
電圧値の高低部において多少異なるが前記平均直流電圧
成分除去回路10′,11′の増幅器の増幅度を変えること
で略同じにすることができ、また二点鎖線で示す傷３に
よる影響はパルス波形電圧V2の電圧値の低いテール部に
のみ現れることである。正しく本発明はこのような性質
を巧みに利用してなされたものである。
即ち、第４図に示すようにパルス波形電圧V2のパルス
幅を、該パルス幅がリフトオフにより広狭し且つ傷３に
より変化しない閾値電圧VAと、該パルス幅がリフトオフ
により広狭し且つ傷３によっても広狭する閾値電圧VBに
て検出し、リフトオフの成分ａのみ含む矩形波電圧VCA
と、リフトオフの成分ａと傷３の成分ｂを含む矩形波電
圧VCBを発生させるのである。そして、両信号を平滑化
した後、前記相殺回路12を通すことで、リフトオフの成
分ａが相殺されて、傷３の成分ｂのみを含む出力信号が
得られるのである。しかし、この出力信号には直流電圧
成分が含まれているのでこれを除去する必要がある。即
ち、前記矩形波電圧VCAには直流電圧成分ｃが含まれ、
前記矩形波電圧VCBには直流電圧成分ｄが含まれ、前記
相殺回路12だけではこの成分ｃとｄは完全に除去できな
いので、前記平均直流電圧成分除去回路10′,11′にて
相殺回路12に入力する前に除去するのである。尚、相殺
回路12の出力電圧からこの平均直流電圧成分を除去する
ことも可能である。
幅を、該パルス幅がリフトオフにより広狭し且つ傷３に
より変化しない閾値電圧VAと、該パルス幅がリフトオフ
により広狭し且つ傷３によっても広狭する閾値電圧VBに
て検出し、リフトオフの成分ａのみ含む矩形波電圧VCA
と、リフトオフの成分ａと傷３の成分ｂを含む矩形波電
圧VCBを発生させるのである。そして、両信号を平滑化
した後、前記相殺回路12を通すことで、リフトオフの成
分ａが相殺されて、傷３の成分ｂのみを含む出力信号が
得られるのである。しかし、この出力信号には直流電圧
成分が含まれているのでこれを除去する必要がある。即
ち、前記矩形波電圧VCAには直流電圧成分ｃが含まれ、
前記矩形波電圧VCBには直流電圧成分ｄが含まれ、前記
相殺回路12だけではこの成分ｃとｄは完全に除去できな
いので、前記平均直流電圧成分除去回路10′,11′にて
相殺回路12に入力する前に除去するのである。尚、相殺
回路12の出力電圧からこの平均直流電圧成分を除去する
ことも可能である。
本実施例では、矩形波電圧VCAとVCBを平滑回路10,11
にて整流し、平均直流電圧成分除去回路10′,11′にて
平均直流電圧成分を除いた後、リフトオフの成分ａを相
殺したが、第５図に示すように矩形波電圧VCAとVCBのパ
ルス幅の差に一致するパルス幅の矩形波電圧を出力する
パルス発生回路17と、該パルス発生回路17の出力電圧の
パルス幅に比例する直流電圧信号若しくはデジタル信号
を出力する信号変換回路18とで、リフトオフの成分ａを
除去することができる。
にて整流し、平均直流電圧成分除去回路10′,11′にて
平均直流電圧成分を除いた後、リフトオフの成分ａを相
殺したが、第５図に示すように矩形波電圧VCAとVCBのパ
ルス幅の差に一致するパルス幅の矩形波電圧を出力する
パルス発生回路17と、該パルス発生回路17の出力電圧の
パルス幅に比例する直流電圧信号若しくはデジタル信号
を出力する信号変換回路18とで、リフトオフの成分ａを
除去することができる。
そして、前記直流電圧信号VOは、アナログメータで直
接表示したり、また電圧−周波数変換回路にて電圧に比
例する周波数に変換した後、その周波数を計数してデジ
タル表示するのである。また、前記直流電圧信号VOで発
音器を作動させて音として出力することも、また発光素
子を作動させて光として出力することも可能である。
接表示したり、また電圧−周波数変換回路にて電圧に比
例する周波数に変換した後、その周波数を計数してデジ
タル表示するのである。また、前記直流電圧信号VOで発
音器を作動させて音として出力することも、また発光素
子を作動させて光として出力することも可能である。
実際に被検査体２の傷３を検出するには、上記のよう
に材質によってリフトオフの影響が異なるので先ず同質
材の疑似クラックサンプルを用意し、傷のない正常な表
面におけるリフトオフの影響がもっとも少なくなるよう
に前記コンパレータの閾値電圧VA及びVBを調節し、そし
て傷を有する表面において、該傷の所定の検出感度が得
られるように再度ゲインを調節する。また、傷の幅と深
さが既知の疑似クラックサンプルを用いて、出力信号又
はアナログメータ等に表示された値が、深さ等に比例す
るように調節することができる。
に材質によってリフトオフの影響が異なるので先ず同質
材の疑似クラックサンプルを用意し、傷のない正常な表
面におけるリフトオフの影響がもっとも少なくなるよう
に前記コンパレータの閾値電圧VA及びVBを調節し、そし
て傷を有する表面において、該傷の所定の検出感度が得
られるように再度ゲインを調節する。また、傷の幅と深
さが既知の疑似クラックサンプルを用いて、出力信号又
はアナログメータ等に表示された値が、深さ等に比例す
るように調節することができる。
以上にしてなる本発明の渦流探傷方法及びその装置に
よれば、一次コイルに供給した矩形波電流により二次コ
イルに発生するパルス波形電圧のパルス幅を電圧の異な
る二ヶ所において測定し、両パルス幅を用いてフェライ
トコアと導電性の被検査体との距離の変動による影響を
相殺したので、リフトオフによる出力信号の変化が殆ど
なく、真に微小亀裂、欠陥等の傷による信号のみを得る
ことができ、傷の検出精度の大幅向上が図れるのであ
る。
よれば、一次コイルに供給した矩形波電流により二次コ
イルに発生するパルス波形電圧のパルス幅を電圧の異な
る二ヶ所において測定し、両パルス幅を用いてフェライ
トコアと導電性の被検査体との距離の変動による影響を
相殺したので、リフトオフによる出力信号の変化が殆ど
なく、真に微小亀裂、欠陥等の傷による信号のみを得る
ことができ、傷の検出精度の大幅向上が図れるのであ
る。
また、二次コイルに生じるパルス波形電圧の高低部に
おけるパルス幅を検出するにあたり、該パルス波形電圧
を閾値電圧の異なる二つのコンパレータに入力したの
で、被検査体の材質が異なり、二次コイルに生じるパル
ス波形電圧の特性が異なってもその閾値電圧を調節する
だけで、容易に対応させることができ、汎用性が高いも
のである。
おけるパルス幅を検出するにあたり、該パルス波形電圧
を閾値電圧の異なる二つのコンパレータに入力したの
で、被検査体の材質が異なり、二次コイルに生じるパル
ス波形電圧の特性が異なってもその閾値電圧を調節する
だけで、容易に対応させることができ、汎用性が高いも
のである。
更に、補償用コイルを省略して、一次コイルと二次コ
イルの一組からなるセンサを用いるだけでよいので、信
号解析回路の簡略化によるコスト低減を図ることができ
る。
イルの一組からなるセンサを用いるだけでよいので、信
号解析回路の簡略化によるコスト低減を図ることができ
る。
第１図は本発明に用いるセンサを被検査体上に配した状
態を示す簡略断面図、第２図は本発明の渦流探傷装置の
簡略回路図、第３図は第２図中に記した主要部での波形
のタイムチャート、第４図は二次コイルの出力電圧にお
けるリフトオフ及び傷の影響を示す要部の波形図、第５
図は他の実施例を示す簡略回路図、第６図は平均直流電
圧成分除去回路を示す回路図である。 1:センサ、2:被検査体、3:傷、4:フェライトコア、5:一
次コイル、6:二次コイル、7:パルス電流発生回路、8:第
一コンパレータ、9:第二コンパレータ、10:平滑回路、1
1:平滑回路、12:相殺回路、13:増幅回路、14:演算増幅
器、15:位相反転回路、16:加算回路、17:パルス発生回
路、18:信号変換回路、10′,11′：平均直流電圧成分除
去回路、I1:矩形波電流、V2:パルス波形電圧、VA,VB:閾
値電圧、VCA,VCB:矩形波電圧、VRA,VRB:直流電圧、ΔV
RA,ΔVRB:直流電圧変化成分、VO:直流電圧信号。
態を示す簡略断面図、第２図は本発明の渦流探傷装置の
簡略回路図、第３図は第２図中に記した主要部での波形
のタイムチャート、第４図は二次コイルの出力電圧にお
けるリフトオフ及び傷の影響を示す要部の波形図、第５
図は他の実施例を示す簡略回路図、第６図は平均直流電
圧成分除去回路を示す回路図である。 1:センサ、2:被検査体、3:傷、4:フェライトコア、5:一
次コイル、6:二次コイル、7:パルス電流発生回路、8:第
一コンパレータ、9:第二コンパレータ、10:平滑回路、1
1:平滑回路、12:相殺回路、13:増幅回路、14:演算増幅
器、15:位相反転回路、16:加算回路、17:パルス発生回
路、18:信号変換回路、10′,11′：平均直流電圧成分除
去回路、I1:矩形波電流、V2:パルス波形電圧、VA,VB:閾
値電圧、VCA,VCB:矩形波電圧、VRA,VRB:直流電圧、ΔV
RA,ΔVRB:直流電圧変化成分、VO:直流電圧信号。
Claims (4)
- 【請求項１】フェライトコアに一次及び二次コイルを巻
回し，一次コイルに矩形波電流を供給した際に二次コイ
ルに生じるパルス波形電圧のパルス幅を大きさの異なる
二つの閾値電圧を用いて測定し、両パルス幅を用いてフ
ェライトコアと導電性の被検査体との距離の変動による
影響を相殺し、真に被検査体の微少亀裂，欠陥等の傷の
みを検出してなることを特徴とする渦流探傷方法。 - 【請求項２】フェライトコアに一次及び二次コイルを巻
回し，一次コイルに矩形波電流を供給した際に二次コイ
ルに生じるパルス波形電圧のパルス幅を大きさの異なる
二つの閾値電圧を用いて測定し、一方のパルス幅をフェ
ライトコアの先端と導電性の被検査体との距離の変動に
影響され且つ被検査体の微少亀裂，欠陥等の傷に影響さ
れない電圧で測定するとともに，他方のパルス幅をフェ
ライトコアの先端と被検査体との距離の変動に影響され
且つ被検査体の微少亀裂，欠陥等の傷に影響される電圧
で測定し、両パルス幅の差に比例する信号を得て、真に
被検査体の微少亀裂，欠陥等の傷のみを検出してなるこ
とを特徴とする渦流探傷方法。 - 【請求項３】フェライトコアに一次及び二次コイルを巻
回してなるセンサと、 前記一次コイルに矩形波電流を供給するパルス電流発生
回路と、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と導電性の被検査体
との距離の変動により広狭し且つ被検査体の微少亀裂、
欠陥等の傷により変化しない電圧値に設定し、該閾値電
圧での前記パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス
幅を有する矩形波電圧を出力する第１コンパレータと、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と被検査体との距離
の変動により広狭し且つ被検査体の微少亀裂、欠陥等の
傷により広狭する電圧値に設定し、該閾値電圧での前記
パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する
矩形波電圧を出力する第２コンパレータと、 前記第１コンパレータと第２コンパレータの出力をそれ
ぞれ平滑化し、それぞれの矩形波電圧のパルス幅に比例
する直流電圧に変換する二つの平滑回路と、 前記両平滑回路の出力電圧の差を取り、前記センサの先
端と被検査体との距離による変化を排除し、直流電圧信
号を出力してなる相殺回路と、 よりなり、真に被検査体の微少亀裂、欠陥等の傷のみを
検出してなることを特徴とする渦流探傷装置。 - 【請求項４】フェライトコアに一次及び二次コイルを巻
回してなるセンサと、 前記一次コイルに矩形波電流を供給するパルス電流発生
回路と、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と導電性の被検査体
との距離の変動により広狭し且つ被検査体の微少亀裂、
欠陥等の傷により変化しない電圧値に設定し、該閾値電
圧での前記パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス
幅を有する矩形波電圧を出力する第１コンパレータと、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と被検査体との距離
の変動により広狭し且つ被検査体の微少亀裂、欠陥等の
傷により広狭する電圧値に設定し、該閾値電圧での前記
パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する
矩形波電圧を出力する第２コンパレータと、 前記第１コンパレータと第２コンパレータの出力電圧の
パルス幅の差に一致するパルス幅の矩形波電圧を出力す
るパルス発生回路と、 前記パルス発生回路の出力電圧のパルス幅に比例する直
流電圧信号若しくはデジタル信号を出力してなる信号変
換回路と、 よりなり、真に被検査体の微少亀裂、欠陥等の傷のみを
検出してなることを特徴とする渦流探傷装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067927A JP2622536B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 渦流探傷方法及びその装置 |
| PCT/JP1991/001218 WO1993006477A1 (en) | 1990-03-16 | 1991-09-13 | Eddy current flaw detection method and apparatus therefor |
| US08/039,234 US5391988A (en) | 1990-03-16 | 1991-09-13 | Method and apparatus for detecting flaws within a conductive object while cancelling the effects of variation in distance between the detection apparatus and the conductive object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067927A JP2622536B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 渦流探傷方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267754A JPH03267754A (ja) | 1991-11-28 |
| JP2622536B2 true JP2622536B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=13359036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067927A Expired - Lifetime JP2622536B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 渦流探傷方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5391988A (ja) |
| JP (1) | JP2622536B2 (ja) |
| WO (1) | WO1993006477A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4756409B1 (ja) * | 2011-02-18 | 2011-08-24 | 大日機械工業株式会社 | 交番磁場を利用した非破壊検査装置および非破壊検査方法 |
| JP2012002633A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Hitachi Ltd | 渦電流検査装置および検査方法 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5654637A (en) * | 1995-05-19 | 1997-08-05 | Geonics Limited | Method for detecting buried high conductivity objects including scaling of voltages for eliminating noise of a particular depth |
| US6720775B2 (en) * | 2001-06-12 | 2004-04-13 | General Electric Company | Pulsed eddy current two-dimensional sensor array inspection probe and system |
| US6911826B2 (en) * | 2001-06-12 | 2005-06-28 | General Electric Company | Pulsed eddy current sensor probes and inspection methods |
| US6707297B2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-03-16 | General Electric Company | Method for in-situ eddy current inspection of coated components in turbine engines |
| WO2005031337A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-04-07 | Irving I Dardik | Eddy current inspection of materials |
| US7389206B2 (en) * | 2006-08-10 | 2008-06-17 | General Electric Company | Inspection systems and methods of operation |
| GB2450112B (en) | 2007-06-12 | 2010-12-08 | Ge Inspection Technologies Ltd | Automatic lift-off compensation for pulsed eddy current inspection |
| EP2574911B1 (en) * | 2011-09-29 | 2014-03-26 | ABB Technology AG | Method and arrangement for crack detection in a metallic material |
| US9091664B2 (en) | 2012-06-07 | 2015-07-28 | Thomas Krause | Pulsed eddy current sensor for precision measurement at-large lift-offs on metallic surfaces |
| DE102012017871A1 (de) * | 2012-09-06 | 2014-03-06 | Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg | Differentieller Sensor und Verfahren zur Detektion von Anomalien in elektrisch leitfähigen Materialien |
| CN104330469B (zh) * | 2014-11-28 | 2017-04-26 | 南昌航空大学 | 基于高通滤波的脉冲涡流检测提离效应抑制方法 |
| JP6886674B2 (ja) * | 2019-03-06 | 2021-06-16 | サガワ産業株式会社 | 非破壊検査装置 |
| EP3926341A1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-12-22 | ABB Schweiz AG | Method and arrangement for crack detection at an edge in a metallic material |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3580056A (en) * | 1967-10-12 | 1971-05-25 | Hayes Albion Corp | Nondestructive, resonant testing apparatus with magnetic pickup |
| US3707672A (en) * | 1971-06-02 | 1972-12-26 | Westinghouse Electric Corp | Weapon detector utilizing the pulsed field technique to detect weapons on the basis of weapons thickness |
| US4117403A (en) * | 1977-03-23 | 1978-09-26 | Institut Dr. Friedrich Forster, Prufgeratebau | Single magnetic stray field sensor whose signals are differently attenuated in two channels and then compared |
| US4424486A (en) * | 1980-10-14 | 1984-01-03 | Zetec, Inc. | Phase rotation circuit for an eddy current tester |
| JPS60146147A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | Kubota Ltd | 欠陥検出方法 |
| US4644271A (en) * | 1985-02-25 | 1987-02-17 | Ltv Steel Company, Inc. | Method and apparatus for examining a workpiece |
| JPH0627729B2 (ja) * | 1985-10-11 | 1994-04-13 | 住友金属工業株式会社 | 渦流探傷装置 |
| SE451886B (sv) * | 1986-10-10 | 1987-11-02 | Sten Linder | Sett och anordning for beroringsfri metning av storheter hos eller i anslutning till elektriskt ledande material |
| FR2627862A1 (fr) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Commissariat Energie Atomique | Procede de controle par courants de foucault impulsionnels et dispositif de mise en oeuvre |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP2067927A patent/JP2622536B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-13 WO PCT/JP1991/001218 patent/WO1993006477A1/ja active Application Filing
- 1991-09-13 US US08/039,234 patent/US5391988A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2012002633A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Hitachi Ltd | 渦電流検査装置および検査方法 |
| JP4756409B1 (ja) * | 2011-02-18 | 2011-08-24 | 大日機械工業株式会社 | 交番磁場を利用した非破壊検査装置および非破壊検査方法 |
| WO2012111500A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 大日機械工業株式会社 | 交番磁場を利用した非破壊検査装置および非破壊検査方法 |
| US9453817B2 (en) | 2011-02-18 | 2016-09-27 | DAINICHI Machine and Engineering Co., Ltd. | Nondestructive inspection device using alternating magnetic field, and nondestructive inspection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03267754A (ja) | 1991-11-28 |
| WO1993006477A1 (en) | 1993-04-01 |
| US5391988A (en) | 1995-02-21 |
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