JP3758315B2 - 渦流探傷装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は渦流探傷装置に関し、特にマルチチャンネル型探傷装置において、探傷感度のバラツキを防止するための装置改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
渦流探傷装置は励磁コイルにより被探傷体たる鋼板等の表層に渦電流を生じさせ、鋼板表面の線状傷等による渦電流の変化に応じて検出コイルに現れる電圧変化より上記線状傷等の存在を検出するものである。この種の渦流探傷装置のうち、搬送される鋼板等の幅方向の探傷を効率良く行うために、検出コイルを鋼板等の幅方向へ複数並べた、いわゆるマルチチャンネル型探傷装置が知られている。その一例を図６に示し、矩形ブロック状のフェライト製コア体１には外周に励磁コイル４が巻回されるとともに、鋼板Ｐの表面に対向するコア体１の下面には、複数（図では３つ）の検出コイル３が一列に設けられている。各検出コイル３は公知のプリント配線により絶縁フィルム基板（図示略）上に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者の実験によると、上記従来の渦流探傷装置では、鋼板Ｐに生じる渦電流Ｅは、図６に示すように、コア体１下面の外周部に対向する鋼板領域に強く流れ、コア体１下面の内周部に対向する鋼板領域では殆ど流れない。したがって、図６の場合、コア体１下面の左右両端に設けた検出コイル３では十分な探傷感度が得られるが、中央に設けた検出コイル３では探傷感度が十分でない。なお、このことは、図７に示すコア体１直下の磁束分布からも明らかであり、コア体１の下面内周部に対応する下方位置では磁束密度が小さくなっている。なお、図７の磁束密度はその最大値を１．００とした相対値で示してある。
【０００４】
そこで、例えば図８に示すように、鋼板の幅方向へ複数のコア体１を設けて、各コア体１の下面にそれぞれ励磁コイル５および検出コイル６をプリント配線により積層形成し、各励磁コイル５に順次通電を切り換えて互いに他の干渉を避けることにより、各コア体１の直下の鋼板に独立した渦電流を生じさせることが考えられる。これによると、検出コイル６間の探傷感度のバラツキはある程度抑えることができるが、切換回路を設ける必要があるため通電系が複雑化するとともに、各コア体１の設置位置が上下にずれると、やはり探傷感度に大きなバラツキを生じるおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するもので、励磁コイルへの通電系を複雑化させることなく、複数の検出コイル間の探傷感度のバラツキを効果的に抑えることができる渦流探傷装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、励磁コイル（２）により被探傷体（Ｐ）の表層に渦電流を生じさせ、被探傷体（Ｐ）表面の傷による渦電流（Ｅ）の変化に応じた検出コイル（３Ａ〜３Ｃ）の電圧変化より傷の存在を検出する渦流探傷装置において、被探傷体（Ｐ）に対向するコア体（１）の端面に、励磁コイル（２）と検出コイル（３Ａ〜３Ｃ）の対を複数配置するとともに、隣り合った励磁コイル（２）の極性を交互に異ならせ、かつ各励磁コイル（２）のコイル線（２１）の密度をコイル外周部で密に、コイル内周部で疎にする。なお、励磁コイルと検出コイルの対は、プリント配線等により積層形成しても、あるいはコア体の端面に複数の突起部を形成して両コイルのコイル線を重ね巻きしても良い。
【０００７】
本発明においては、隣り合った励磁コイルの極性を交互に異ならせてあるから、これら励磁コイルによって被探傷体表面に生じる渦電流は、隣り合うものの電流渦方向が逆になる。この結果、隣り合う渦電流はその境界域で互いに電流方向が一致するため、弱めあうことなく各励磁コイル直下の被探傷体表面にそれぞれ十分な強さの独立した渦電流が生じる。これにより、励磁コイルと対となった各検出コイルはほぼ同一かつ十分な感度で傷を検出することができ、検出コイル間の探傷感度のバラツキが解消される。本発明によれば、励磁コイルの全てに同時に通電することができるから、従来のように励磁コイルに順次切り換え通電する必要はなく、通電系の回路構成が簡素化される。また、各励磁コイルのコイル線の密度をコイル外周部で密に、コイル内周部で疎にしたから、各励磁コイル内の広い範囲で磁束密度が一様になり、励磁コイルと対となった各検出コイル内で、傷の位置による探傷感度のバラツキが解消される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（参考例）図１に本発明の渦流探傷装置の斜視図を示す。図において、矩形ブロック状のフェライト製コア体１の、鋼板Ｐに対向する下面には、各３つの励磁コイル２が長手方向へ互いに位置をずらして三列設けられている。図２は上記コア体１の下面を下方から見たもので、各励磁コイル２の直下（図面の手前側）にはそれぞれ一対のコイル部３１，３２よりなる検出コイル３Ａ〜３Ｃが設けられている。これら励磁コイル２および検出コイル３Ａ〜３Ｃは、公知の構造によって絶縁フィルム基板（図示略）上にプリント配線により渦巻き状に成形されて（図１、図２では同心状に描いてある）積層されている。そして、各励磁コイル２は、図２のＮ、Ｓで示すように、隣り合うものの極性が交互に異ならせてある。極性を異ならせるためには、励磁コイル２の渦巻き方向を逆にするか、あるいは逆方向へ通電する。なお、本実施形態では、あらゆる方向の傷の検出を可能にするために、第１列および第２列の検出コイル３Ａ，３Ｂのコイル部３１，３２は９０°異なる方向へ斜めに形成してある。
【００１１】
このように、隣り合う励磁コイル２の極性を交互に異ならせたことにより、各励磁コイル２によって鋼板Ｐ上に生じる渦電流Ｅは、図１に示すように、それぞれの励磁コイル２の直下で互いに逆方向の渦を描く（図は最も手前側の列の３つの励磁コイル２による渦電流のみを示す）。これらの渦電流はその境界域で互いに電流方向が一致するため互いに弱めあうことがなく、各励磁コイル２直下の渦電流はいずれも独立にほぼ同様の強さの渦を描く。したがって、いずれの検出コイル３Ａ〜３Ｃにおいても探傷感度はほぼ等しくなり、複数の検出コイル３Ａ〜３Ｃ間の探傷感度のバラツキが解消される。
【００１２】
本参考例では更に、図３（Ａ）に示すように、上記各励磁コイル２は、コイル線２１がコイル外周部にのみ形成されている。このような励磁コイル２による磁束密度を、励磁コイル２直下の、コイルを横断するＸ−Ｘ´線上で測定したものを図３（Ｂ）に示す。図より明らかなようにコイル内周部の広い範囲で磁束密度がほぼ同程度の十分大きな値となっている。この結果、励磁コイル２のコイル内周部の広い範囲に対向する鋼板Ｐ上で、密度が大きく均一な渦電流が生じるから、各検出コイル３Ａ〜３Ｃ毎にその直下の鋼板Ｐ上のいずれの位置に傷があっても十分な感度でこれを検出することができる。したがって、各検出コイル３Ａ〜３Ｃ内での、傷の位置による探傷感度のバラツキも解消される。
【００１３】
これに対して図５（Ａ）に示す従来の励磁コイル２´のように、コイル線２１がコイル全域に形成されているものでは、励磁コイル２´直下の、コイルを横断するＺ−Ｚ´線上で測定された磁束密度は、図５（Ｂ）に示すように、コイル中心部で最大値を示すとともに、これより外周部へ向かうにつれて急速に小さくなる。したがって、励磁コイル２´のコイル内周部に対向する鋼板Ｐ上に生じる渦電流の密度は均一とはならず、傷が各検出コイル３Ａ〜３Ｃの中心部から外れると、十分大きな検出感度は得られない。
【００１４】
このように、本参考例では、検出コイル間の探傷感度のバラツキのみならず、各検出コイル内の探傷感度のバラツキをも解消することができる。
【００１５】
（本発明の実施形態）上記参考例のように励磁コイル２のコイル線２１をコイル外周部にのみ形成するのに代えて、図４（Ａ）に示すように、コイル線２１を内周部で疎に、外周部で密になるように形成すれば、励磁コイル２直下の、コイルを横断するＹ−Ｙ´線上で測定される磁束密度は、図４（Ｂ）に示すように、励磁コイル２のコイル内周部の広い範囲に対向する鋼板Ｐ上でさらに均一なものとなる。この結果、より均一な渦電流を得ることができるから、各検出コイル３Ａ〜３Ｃ内での、傷の位置による探傷感度のバラツキをさらに小さくすることができる。
【００１６】
上記参考例では、励磁コイルと検出コイルの対を幅方向へ位置をずらして三列設けたものについて説明したが、対の数が複数であれば、その配置は特に限定されない。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の渦流探傷装置によれば、励磁コイルへの通電切り換えを要することなく、複数の検出コイル間の探傷感度のバラツキを効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例を示す、渦流探傷装置のコア体の斜視図である。
【図２】参考例を示す、コア体の下面の平面図である。
【図３】 参考例を示す、励磁コイルの平面図とその磁束密度分布のグラフである。
【図４】本発明の一実施形態における、励磁コイルの平面図とその磁束密度分布のグラフである。
【図５】従来の励磁コイルの平面図とその磁束密度分布のグラフである。
【図６】従来の渦流探傷装置のコア体の斜視図である。
【図７】従来の渦流探傷装置のコア体直下の磁束密度分布を示す立体グラフである。
【図８】従来の渦流探傷装置のコア体の分解斜視図である。
【符号の説明】
１…コア体、２…励磁コイル、２１…コイル線、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…検出コイル、Ｅ…渦電流、Ｐ…鋼板（被探傷体）。

Claims (1)

1. 励磁コイルにより被探傷体の表層に渦電流を生じさせ、被探傷体表面の傷による渦電流の変化に応じた検出コイルの電圧変化より傷の存在を検出する渦流探傷装置において、被探傷体に対向するコア体の端面に、励磁コイルと検出コイルの対を複数配置するとともに、隣り合った励磁コイルの極性を交互に異ならせ、かつ各励磁コイルのコイル線の密度をコイル外周部で密に、コイル内周部で疎にしたことを特徴とする渦流探傷装置。

Images