JP4881494B2 - 渦電流探傷プローブ - Google Patents

Description

本願発明は、検出コイルを回転しながら走査方向へ移動する渦電流探傷プローブに関する。

従来励磁コイル内で検出コイルを回転して、種々の方向のキズを検出する渦電流探傷プローブが提案されている（例えば特許文献１参照）。
図７、図８により従来の渦電流探傷プローブを説明する。
図７は、渦電流探傷プローブの構成を示す。
図７（ａ）は、渦電流探傷プローブの平面図、図７（ｂ−１），（ｂ−１）は、励磁コイルと検出コイルの斜視図である。
渦電流探傷プローブ１は、パンケーキ状の励磁コイル１１、四角形の検出コイル１２からなり、励磁コイル１１は、コイル軸（コイルの中心を通る軸）が被検査体Ｔの検査面と直交するように（コイル面が検査面と平行になるように）配置し、検出コイル１２は、励磁コイル１１内に、そのコイル面（巻き線で囲まれた開口面）が被検査体Ｔの検査面と直交するように配置してある。検出コイル１２は、モータ（図示せず）により励磁コイル１１内で回転する。

次に図８により、図７の渦電流探傷プローブによる探傷について説明する。
図７の渦電流探傷プローブ１により、例えば図８（ａ）のように、被検査体ＴのキズＦ１〜Ｆ４を検出する場合には、検出コイル１２の中心点Ｐ１を中心に時計方向（矢印方向）へ回転し、検出コイル１２が１回転する度に、渦電流探傷プローブ１を線Ｌに沿って、例えば図８（ｂ）の位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３へ間歇的に移動し、夫々の位置において検出コイル１２を１回転して探傷する。

また検出コイル１２は、位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３において時計方向へ回転した場合、検出コイル１２の１回転分の軌跡は、図８（ｃ−１）、（ｃ−２）のようになる。なお図８（ｃ−１）は、１回転の前半の半回転分の軌跡を示し、図８（ｃ−２）は、後半の半回転分の軌跡を示す。図８（ｃ−１）、（ｃ−２）は、別々に表記してあるが、両図合わせて同じ位置Ｘ１等における１回転分の軌跡となる。また図８（ｃ−１）、（ｃ−２）は、検出コイル１２の方向を分かり易くするため、便宜的に矢印を付してある。

キズによって発生る渦電流は、キズに沿って流れるから、検出コイル１２の検出感度は、検出コイル１２のコイル面がキズの長手方向と平行（巻き線がキズの長手方向と平行）になるとき一番高く、直交するとき一番低くなる。したがって渦電流探傷プローブ１の位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、中心点Ｐ１がキズの近傍に位置するように選定する必要があるが、探傷前には、キズＦ１〜Ｆ４の位置は分からないから、渦電流探傷プローブ１を走査方向へ移動するときの移動量の設定や制御が難しく、かつ渦電流探傷プローブ１は、例えば位置Ｘ１において１回転してから位置Ｘ２へ移動し、位置Ｘ２において１回転してから位置Ｘ３へ移動するというように間歇的に移動するから、移動速度が遅くなり探傷時間が長くなる。

特開２００２−２１４２０２号公報

本願発明は、従来の渦電流探傷プローブの前記問題点を解決することを目的とし、検出コイルを回転させながら渦電流探傷プローブを走査方向へ連続的に移動して、広い範囲の全方向のキズを短時間で、高感度で検出することができる渦電流探傷プローブを提供することを目的する。

本願の請求項１に記載の渦電流探傷プローブは、励磁コイルと励磁コイル内に配置した検出コイルを備え、励磁コイルのコイル面と検出コイルのコイル面は、直交するように配置してある渦電流探傷プローブにおいて、前記渦電流探傷プローブ又は検出コイルは、励磁コイルのコイル軸と一致する回転軸を中心に回転しながら、一回転する間に検出コイルのコイル幅（Ｗ１）の０．３倍以上０．７５倍以下の距離を走査方向へ移動することを特徴とする。
請求項２に記載の渦電流探傷プローブは、励磁コイルと励磁コイル内に配置した検出コイルを備え、励磁コイルのコイル面と検出コイルのコイル面は、直交するように配置してある渦電流探傷プローブを２個以上備え、２個以上の渦電流探傷プローブは、２個の渦電流探傷プローブの検出コイルのコイル面が同一面に並ぶように１個の回転軸の周囲に配置してあり、その回転軸を中心に回転しながら一回転する間に検出コイルのコイル幅（Ｗ１）の２倍の幅（Ｗ２）の０．７５倍以上１．５倍以下の距離を走査方向へ移動することを特徴とする。
請求項３に記載の渦電流探傷プローブは、１個の励磁コイルとその励磁コイル内に配置した２個以上の検出コイルを備え、１個の励磁コイルのコイル面と２個以上の検出コイルのコイル面は、直交するように配置してある渦電流探傷プローブにおいて、２個以上の検出コイルを、各検出コイルの回転軸を中心に回転しながら走査方向へ移動することを特徴とする。

本願発明の渦電流探傷プローブは、検出コイル又は渦電流探傷プローブを、回転軸を中心に回転しながら走査方向へ移動するから、その回転軸の周囲に配置した各検出コイル又は検出コイルの各半径が通る軌跡は、交差している。したがって渦電流探傷プローブは、全方向のキズを広い範囲において連続的に検出することができる。そして渦電流探傷プローブの走査方向の移動速度を変えて、検出コイルが１回転する間の走査方向の移動距離を変えることにより、キズの分布状況やキズの大きさ等を勘案してキズの検出精度或いは検出感度を調整することができる。また渦電流探傷プローブ又は検出コイルの回転速度を変えて、検出コイルの移動距離を変えることにより、キズの検出精度或いは検出感度を調整することもできる。さらに検出コイル又は渦電流探傷プローブの回転方向を変えることにより、検出コイルの軌跡のパターンを反転させることができる。

本願発明は、２個以上の渦電流探傷プローブを並置して、夫々の検出コイルを別々の回転軸を中心に回転するか、又は１個の回転軸を中心に回転することにより、探傷幅（検出幅）をより大きくすることができる。また２個以上の渦電流探傷プローブの検出コイルの並び方を変えることにより、検出コイルの軌跡のパターンを変えることができる。さらに２個以上の渦電流探傷プローブの検出コイルを別々に回転する場合には、各検出コイルの回転方向を相違させることにより、検出コイルの軌跡のパターンを、反転させることができる。

本願発明の渦電流探傷プローブは、１個の励磁コイル内に２個以上の検出コイルを配置してあるから、渦電流探傷プローブの構造が簡単になり、かつ各検出コイルの間に励磁コイルの巻き線が介在しないから、両検出コイルをより接近させることができ、両検出コイルの間の傷も高感度で検出できる。

図１〜図６により本願発明の実施例に係る渦電流探傷プローブを説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。

図１は、本願発明の実施例に係る渦電流探傷プローブの構成を示す。
図１（ａ）は、渦電流探傷プローブの平面図、図１（ｂ−１），（ｂ−２）は、励磁コイルと検出コイルの斜視図、図１（ｃ）は、検出コイルの斜視図である。
渦電流探傷プローブ２は、パンケーキ状の励磁コイル２１、四角形の検出コイル２２からなり、励磁コイル２１内に縦置型の検出コイル２２（いわゆるタンジェンシャルコイル）を配置してある。即ち渦電流探傷プローブ２は、励磁コイル２１のコイル面と検出コイル２２のコイル面が直交するように（或いは励磁コイル２１のコイル軸と検出コイル２２のコイル軸が直交するように）配置してある。そして励磁コイル２１は、そのコイル軸が被検査体Ｔの検査面と直交するように（コイル面が検査面と平行になるように）配置してある。ここでコイル軸は、コイルの中心を通る軸であり、コイル面は、コイルの巻き線で囲まれた開口面、即ちコイル軸と直交する面である。以下本願において同様である。
なお検出コイル２２は、四角形に限らず、図１（ｃ）のように三角形のものでもよいし、五角形、円形、楕円形等のものであってもよい。また励磁コイル２１は、パンケーキ状のものに限らず、四角形等多角形、楕円形等のものであってもよい。

渦電流探傷プローブ２は、支持部材（図示せず）に取付けてあり、その支持部材を慣用されているローラーや車輪をモータで駆動する移動手段によって、所定の速度でＹ方向（走査方向或いは探傷方向）へ移動する。その際、検出コイル２２は、モータ（図示せず）により励磁コイル２１内で回転軸Ｐ１を中心に回転する。即ち渦電流探傷プローブ２は、検出コイル２２を回転しながらＹ方向へ移動する。
回転軸Ｐ１は、検出コイル２２のコイル軸と直交し、励磁コイル２１のコイル軸と一致する。したがって回転軸Ｐ１は、励磁コイル２１のコイル面と直交し、被検査体Ｔの検査面と直交する。
なお渦電流探傷プローブ２について、検出コイル２２のみを回転する例について説明したが、励磁コイル２１と検出コイル２２を一体的に固着して、両コイルを同時に回転するように構成してもよい。即ち回転軸Ｐ１を中心に渦電流探傷プローブ２を回転するように構成してもよい。その場合、検出コイル２２は、励磁コイル２１内では回転しないから励磁コイル２１の内面に接触させて固定することができる。

次に図２により、図１の渦電流探傷プローブをＹ方向へ移動するときの、検出コイル２２の軌跡について説明する。
図２（ａ）は、被検査体と渦電流探傷プローブの平面図を示し、図２（ｂ）は、渦電流探傷プローブ２の検出コイルの幅を示し、図２（ｃ）は、渦電流探傷プローブ２を移動したときの検出コイルの軌跡（位置）を説明する図である。

図２（ａ）において、渦電流探傷プローブ２は、図１の渦電流探傷プローブ２と同じ構成のものである。渦電流探傷プローブ２は、検出コイル２２の回転軸Ｐ１が線Ｌに沿ってＹ方向へ移動する。その移動の際、検出コイル２２は、回転軸Ｐ１を中心に時計方向（矢印方向）へ回転する。検出コイル２２の幅（被検査体Ｔの検査面と平行する巻き線方向の幅）は、図２（ｂ）のようにＷ１である。被検査体Ｔの検査面には、線Ｌに対して平行なキズＦ１、直交するキズＦ２、１３５度のキズＦ３、４５度のキズＦ４を加工形成してある。被検査体Ｔは、板厚９ｍｍの鋼板を用い、キズＦ１〜Ｆ４のサイズは、幅０．２ｍｍ、深さ１ｍｍ、長さ５ｍｍに形成してある。
キズＦ１〜Ｆ４に対する検出コイル２２の検出感度は、検出コイル２２の巻き線がキズの長手方向と平行になったとき一番高くなり、直交するとき一番低くなる。

図２（ｃ）において、軌跡は、検出コイル２２の１．５回転分を示し、また矢印付き実線は、検出コイル２２を、Ｓは、検出コイル２２が一回転する間に渦電流探傷プローブ２がＹ方向へ移動する距離（移動距離）を示す。なお検出コイル２２は、回転の様子を分かり易くするため、便宜的に矢印を付してある。また検出コイル２２（矢印付き実線）は、回転角度３０度間隔で間歇的に表記してあるが、実際には回転角度は連続的に変化する。
検出コイル２２は、図２（ｃ）のように、線Ｌに対する角度（回転角度）を変えながらＹ方向へ幅Ｗ１の帯状の範囲を移動する。したがって被検査体Ｔの幅Ｗ１の範囲に、例えば、図２（ａ）のキズＦ１〜Ｆ４のように、様々の方向のキズがある場合にも、それらのキズを検出することができる。
励磁コイル２の軌跡のパターンは、回転軸Ｐ１が通る線Ｌの上下（両側）で相違し、上側のパターンは、Ｙ方向に広くなり、下側のパターンは、上側よりも狭くなる。なお励磁コイル２２の回転方向を逆（反時計方向）にした場合には、後述するように上下のパターンは、逆になる。

図２（ｃ）において、上側の軌跡は、検出コイルの矢印側が通る領域Ｅ３と無矢印側が通る領域Ｅ４が重なるように交互に存在し、領域Ｅ３と領域Ｅ４は、位置がＹ方向へ２分の１回転分（１８０度）ずれている。また同様に下側も検出コイルの矢印側が通る領域と無矢印側が通る領域が、重なるように交互に存在する。しかし下側の重なりは、上側の重なりよりも小さい。そして領域Ｅ３と領域Ｅ４の重なり部分においては、両領域の検出コイル２２は交差しているから、キズＦ１〜Ｆ４は、例えば領域Ｅ３の検出コイル２２と直交しても、領域Ｅ４の検出コイル２２とは直交せずに、直角以外の角度で交差する。そのためキズは、少なくとも領域Ｅ３或いは領域Ｅ４のいずれか一方の領域の検出コイルによって検出できるから、全方向のキズを検出することができる。

下側の矢印側の領域と無矢印側の領域は、領域Ｅ２の部分において一部が重なるのみであるから、上側に比べるとキズの検出精度は低くなり、キズが領域Ｅ２にのみ存在する小さなキズの場合には、検出できなくなる場合がある。しかし下側の領域においても、移動距離Ｓを小さくすると重なりが大きくなり、検出精度を高くすることができる。また領域Ｅ２が図２（ｃ）の場合、或いは図２（ｃ）のよりも大きい場合であっても、探傷幅（検出幅）を半分（Ｗ１／２）にして、図２（ｃ）において、線Ｌの上半分の領域を探傷に利用し、下半分の領域は、２回目の走査で上半分の領域となるように走査幅を設定すれば、領域Ｅ２の影響を受けることなく、キズを検出することができる。

矢印側の領域と無矢印側の領域は、移動距離Ｓの大きさによって重なる範囲が変化する（Ｙ方向の位置のずれは、２分の１回転分で変わらない）。例えば、移動距離Ｓを大きくすると、即ち渦電流探傷プローブ２の移動速度を速くすると、重なりの範囲は小さくなり、移動距離Ｓを小さくすると、即ち渦電流探傷プローブ２の移動速度を遅くすると、重なりの範囲は大きくなる。したがって検出コイル２２の回転速度が同じ場合、渦電流探傷プローブ２の移動速度を速くし過ぎると、キズの検出漏れが生じる。また渦電流探傷プローブ２の移動速度を遅くし過ぎると、矢印側の領域と無矢印側の領域の検出コイルは、交差角が小さくなり、平行に近くなる。そして極端の場合、移動距離Ｓ＝０になると、矢印側の領域と無矢印側の領域（例えば領域Ｅ３と領域Ｅ４）は、重なり合って、渦電流探傷プローブ２を移動せずに同じ場所で回転するのと同じ状態になる。したがって渦電流探傷プローブ２の移動速度を速くし過ぎると、キズを検出できなくなる。
なお渦電流探傷プローブ２の移動速度が同じ場合、検出コイル２２の回転速度を速くすると、移動距離Ｓが小さくなるから、矢印側の領域と無矢印側の領域の重なる範囲が大きくなる。

図３は、図２において渦電流探傷プローブ２をＹ方向へ移動したときの検出コイル２２の軌跡のシュミーレーション結果を示し、図３（ａ）〜（ｄ）は、検出コイル２２が一回転する間の移動距離Ｓを変えたときの軌跡の変化を示す。図３は、検出コイル２２の２回転分の軌跡を示し、軌跡は、回転角度１５度間隔で表記してある。
図３（ａ）は、移動距離Ｓ＝０．３Ｗ１（Ｗ１は検出コイル２２の幅）、図３（ｂ）は、Ｓ＝０．５Ｗ１、図３（ｃ）は、Ｓ＝０．７５Ｗ１、図３（ｄ）は、Ｓ＝１．０Ｗ１のときの軌跡である。

図２のように渦電流探傷プローブの検出コイルが１個の場合、移動距離Ｓ＝０．３Ｗ１（図３（ａ））からＳ＝０．７５Ｗ１（図３（ｃ））の間では、検出コイルが通過しない領域は生じないから、検出コイルの幅Ｗ１の範囲について、漏れなくキズを検出することができる。
図３（ｄ）（移動距離Ｓ＝０．３Ｗ１）の場合、領域Ｅ１は、検出コイルが表記されていないが、検出コイルの回転開始時期に相当する領域であるため、検出コイルは通過しないが、半回転以降は、領域Ｅ２のようになるから、図３（ｄ）の場合にも、キズを検出できるが、下側のキズの検出精度は低くなる。

なお移動距離Ｓがさらに大きくなり、領域Ｅ２が大きくなる場合には、図３（ｄ）において検出コイルの回転軸が通る線の上半分の領域を探傷に利用すれば、領域Ｅ２の影響を受けることなく、キズを検出することができる。図３（ｄ）において、領域Ｅ３は、検出コイルの一方の側（検出コイルの一方の半径）が通る領域であり、領域Ｅ４は、検出コイルの他方の側（検出コイルの他方の半径）が通る領域である。なお領域Ｅ３と領域Ｅ４は、位置がＹ方へ２分の１回転分（１８０度）ずれている。

次に図２の渦電流探傷プローブ２を用いてキズの探傷試験を行った結果について説明する。
試験に用いた渦電流探傷プローブ２の励磁コイル２１は、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍの円形のナイロンボビンに線径７０μｍの被覆銅線を１００回巻いてあり、検出コイル２２は、一辺が８ｍｍの四角形のボビンに線径５０μｍの被覆銅線を１２０回巻いてあるものを用いた。また励磁信号源には、周波数１ｋＨz〜２００ｋＨz、出力約1Ｖの発振器を用いた。試験は、渦電流探傷プローブ２を３０００ｒｐｍで回転しながら、Ｙ方向へ移動して、図２（ａ）のキズＦ１〜Ｆ４の検出を行なった。

試験結果によると、渦電流探傷プローブ２の検出範囲の幅（探傷幅）は、約１０ｍｍである。渦電流探傷プローブ２のＹ方向の移動速度が、９ｍ／ｍｉｎ（移動距離Ｓ＝０．３Ｗ１）から２２．５ｍ／ｍｉｎ（移動距離Ｓ＝０．７５Ｗ１）の範囲では、キズＦ１〜Ｆ４の検出出力は、略同じになり全てのキズを検出できた。移動速度が３０ｍ／ｍｉｎ（移動距離Ｓ＝１．０Ｗ１）の場合には、キズＦ１が検出コイル２２の回転軸Ｐ１が通る線Ｌから外れると、キズＦ１の検出出力が低下し、移動速度がさらに速くなるとキズＦ１を検出できなくなる。また移動速度が、９ｍ／ｍｉｎよりも遅くなると、各キズの検出出力が低下し、移動速度がさらに遅くなるとキズを検出できなくなる。

図４は、図１の渦電流探傷プローブ２と同じ構成のものを２個並置し、両渦電流探傷プローブの検出コイルを別々に回転させてＹ方向へ移動する例である。
まず図４（ａ−１），（ａ−２）について説明する。
２個の渦電流探傷プローブ２ａ，２ｂは、図４（ａ−１）のように励磁コイル２１ａと励磁コイル２１ｂが接触するように接近させて配置し、夫々の検出コイル２２ａ，２２ｂは、両検出コイルのコイル面が同一面に並ぶように（巻き線方向に一直線状に並ぶように）配置してある。即ち回転軸の並び方向と一致するように配置してある。渦電流探傷プローブ２ａ，２ｂは、検出コイル２２ａ，２２ｂを、回転軸Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを中心に時計方向（矢印方向）へ回転しながらＹ方向へ移動する。検出コイル２２ａ，２２ｂの軌跡は、図４（ａ−２）のようになり、探傷幅は、検出コイルが１個の場合の２倍になる。渦電流探傷プローブの個数は、２個に限らず、２個以上配置することができる。

また図４（ａ−１）において、３個目の渦電流探傷プローブを、その励磁コイルが渦電流探傷プローブ２ａ，２ｂの励磁コイル２１ａ．２１ｂと接触するように、配置することもできる（回転軸は、３角形の頂点に位置する）。その場合には、渦電流探傷プローブ２ａ，２ｂの検出コイルの軌跡の間に３個目の軌跡ができるから、キズの検出精度をより高くすることができる。渦電流探傷プローブの個数は、２個、３個に限らず、２個以上配置することができる。

図４（ｂ−１），（ｂ−２）は、図４（ａ−１），（ａ−２）において、検出コイル２２ａと検出コイル２２ｂの回転方向を逆にした例で、検出コイル２２ａは、反時計方向（矢印方向）へ回転し、検出コイル２２ｂは、時計方向へ回転する。この場合には、一方の検出コイルの軌跡のパターンは、他方の検出コイルの軌跡のパターンと上下が逆になる。

図４（ｃ−１），（ｃ−２）は、検出コイル２２ａ，２２ｂのコイル面が直交するように（両検出コイルの巻き線の方向が直交するように）配置した例である。即ち検出コイル２２ａ，２２ｂは、回転軸の並び方向に対して位置が９０度ずれるように配置してある。検出コイル２２ａ，２２ｂは、ともに時計方向へ回転する。この場合には、検出コイル２２ａと検出コイル２２ｂの軌跡は、位置がＹ方向へ４分の１回転分（９０度）ずれる。

以上のように２個或いは２個以上の渦電流探傷プローブを並置した場合、検出コイルの回転方向を逆にする、或いは２個の検出コイルの並び方向を変えることにより、検出コイルの軌跡のパターンを変えたり、Ｙ方向の位置を変えたりすることができ、探傷幅を大きくすることができる。また回転軸が多角形の頂点に位置するように配置することにより、キズの検出精度を高くすることができる。

図５は、渦電流探傷プローブを２個並置し、両渦電流探傷プローブを共通の１個の回転軸を中心に回転しながらＹ方向へ移動する例である。
図５（ａ）は、渦電流探傷プローブの平面図を示し、図５（ｂ）は、検出コイルの幅を示し、図５（ｃ−１）〜（ｃ−４）は、検出コイルの軌跡を示す。
図５（ａ）において、渦電流探傷プローブ３は、２個の渦電流探傷プローブ３１，３２からなり、渦電流探傷プローブ３１，３２は、図１の渦電流探傷プローブ２と同じ構成で、夫々励磁コイル３１１と検出コイル３１２、励磁コイル３２１と検出コイル３２２からなる。渦電流探傷プローブ３１，３２は、回転軸Ｐ２の周囲に位置を１８０度ずらして配置し（回転軸Ｐ２の周囲に２翼のプロペラ状に配置し）、励磁コイル３１１，３２１が回転軸Ｐ２に接触するか略接触するように配置してある。検出コイル３１２，３２２は、両検出コイルのコイル面が同一面に並ぶように（巻き線方向に一直線状に並ぶように）配置してある。渦電流探傷プローブ３は、回転軸Ｐ２を中心に回転しながらＹ方向へ移動する。なお回転軸Ｐ２は、励磁コイル３１１，３２１のコイル軸と平行で、両励磁コイルの接触点に位置する。

渦電流探傷プローブ３を構成する渦電流探傷プローブは、２個に限らず２個以上配置することができる。
図５（ｂ）において、検出コイル３１２，３２２の幅は、夫々Ｗ１であり、渦電流探傷プローブ３の検出コイルの幅Ｗ２は、約２Ｗ１である。

渦電流探傷プローブ３をＹ方向へ移動するときの検出コイル３１２，３２２の軌跡は、図５（ｃ−１）〜（ｃ−４）のようになる。図５（ｃ−１）〜（ｃ−４）において、検出コイル３１２は、実線で示し、検出コイル３２２は、破線で表記してある。
図５（ｃ−１）〜（ｃ−４）において、図５（ｃ−１）は、移動距離Ｓ＝０．７５Ｗ２、図５（ｃ−２）は、Ｓ＝１．０Ｗ２、図５（ｃ−３）は、Ｓ＝１．５Ｗ２、図５（ｃ−４）は、Ｓ＝２．０Ｗ２のときの軌跡を示す。

図５（ａ）のように渦電流探傷プローブの検出コイルが２個の場合、移動距離Ｓ＝０．７５Ｗ２（図５（ｃ−１））からＳ＝１．５Ｗ２（図５（ｃ−３））の間では、検出コイルが通過しない領域は生じないから、検出コイルの幅Ｗ２の範囲について、漏れなくキズを検出することができる。
図５（ｃ−４）（移動距離Ｓ＝２．０Ｗ２）の場合、領域Ｅ１は、検出コイルが表記されていないが、検出コイルの回転開始時期に相当する領域であるため、検出コイルは通過しないが、半回転以降は、領域Ｅ２のようになるから、図５（ｃ−４）の場合にも、キズを検出できるが、下側のキズの検出精度は低くなる。移動距離Ｓがさらに大きくなり、領域Ｅ２が大きくなる場合には、図５（ｃ−４）において検出コイルの回転軸が通る線Ｌの上半分の領域を探傷に利用すれば、領域Ｅ２の影響を受けることなく、キズを検出することができる。なお図５（ｃ−４）において、領域Ｅ３は、検出コイル３２２が通る領域であり、領域Ｅ４は、検出コイル３１２が通る領域である。また領域Ｅ３と領域Ｅ４は、位置がＹ方へ２分の１回転分（１８０度）ずれている。

次に図５（ａ）の渦電流探傷プローブ３を用いてキズの探傷試験を行った結果について説明する。
渦電流探傷プローブ３を構成する２個の渦電流探傷プローブ３１,３２は、図１の渦電流探傷プローブ２と同じ構成ものを用い、図２（ａ）の被検査体ＴについてキズＦ１〜Ｆ４の検出を行った。また励磁信号源は、図２の渦電流探傷プローブの試験に用いたものと同じものを用い、渦電流探傷プローブ３は、２０００ｒｐｍで回転した。

試験結果によると、渦電流探傷プローブ３の探傷幅は、約２０ｍｍである。渦電流探傷プローブ３のＹ方向の移動速度が、１５ｍ／ｍｉｎ（移動距離Ｓ＝０．７５Ｗ２）から３０ｍ／ｍｉｎ（移動距離Ｓ＝１．５Ｗ２）の範囲では、キズＦ１〜Ｆ４の検出出力は、略同じになり全てのキズを検出できた。移動速度が４０ｍ／ｍｉｎ（移動距離Ｓ＝２．０Ｗ２）の場合には、キズＦ１が検出コイル２２の回転軸Ｐ２が通る線Ｌから外れると、キズＦ１の検出出力が低下し、移動速度がさらに速くなると検出できなくなる。また移動速度が、１５ｍ／ｍｉｎよりも遅くなると、検出出力が低下し、移動速度がさらに遅くなるとキズを検出できなくなる。

図６は、１個の励磁コイル内に２個の検出コイルを配置した例である。
図６（ａ−１），（ａ−２）は、２個の検出コイルを夫々の回転軸を中心に回転する例であり、図６（ｂ−１），（ｂ−２）は、２個の検出コイルが１個の回転軸を中心に回転する例である。また図６（ｃ−１），（ｃ−２）は、２個の検出コイルを、両検出コイルの巻き線の方向が直交するように配置した例である。

まず図６（ａ−１），（ａ−２）について説明する。
図６（ａ−１）の渦電流探傷プローブ４は、四角形の励磁コイル４１内に検出コイル４２ａ，４２ｂを配置し、両検出コイルのコイル面が同一面に並ぶように（巻き線の方向が一直線状に並ぶように）配置してある。即ち回転軸の並び方向と一致するように配置してある。検出コイル４２ａ，４２ｂは、夫々点Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを中心に回転する。図６（ａ−２）は、楕円形の励磁コイル４１を用いた例である。

図６（ｂ−１）の渦電流探傷プローブ５は、四角形の励磁コイル５１内に検出コイル５２ａ，５２ｂを配置してある。検出コイル５２ａ，５２ｂは、回転軸Ｐ２の周囲に位置を１８０度ずらして配置し（２翼のプロペラ状に配置し）、回転軸Ｐ２に接触するか略接触するように配置してある。検出コイル５２ａ，５２ｂは、両検出コイルのきる面が同一面に並ぶように（巻き線方向が一直線状に並ぶように）配置してある。渦電流探傷プローブ５は、検出コイル５２ａ，５２ｂに共通の１個の回転軸Ｐ２を中心に回転する。即ち、励磁コイル５１、検出コイル５２ａ，５２ｂは、一体的に回転軸Ｐ２を中心に回転する。図６（ｂ−２）は、楕円形の励磁コイル５１を用いた例である。なお励磁コイル５１を大きくして検出コイル５２ａ，５２ｂのみを回転するように構成することもできる。
なお図６（ｂ−１），（ｂ−２）において、検出コイル５２ａ，５２ｂの外に３番目の検出コイルを設け、回転軸Ｐ２の周囲に、例えば１２０度間隔で、３翼のプロペラ状に配置することもできる。この場合、３個の検出コイルの軌跡は、走査方向へ１２０度ずつずれた状態で重なるからキズの検出精度がより高くなる。検出コイルの個数は、３個に限らない。

図６（ｃ−１）の渦電流探傷プローブ５は、四角形の励磁コイル５１内に、検出コイル５２ａ，５２ｂを配置してある。検出コイル５２ａ，５２ｂは、回転軸Ｐ２の周囲に位置を９０度ずらして、回転軸Ｐ２に接触するか略接触するように配置し、両検出コイルのコイル面が直交するように（巻き線方向が直交するように）配置してある。渦電流探傷プローブ５は、検出コイル５２ａ，５２ｂに共通の１個の回転軸Ｐ２を中心に回転する。図６（ｃ−２）は、楕円形の励磁コイル５１を用いた例である。なお検出コイル５２ａ，５２ｂのみを回転するように構成することもできる。
なお図６（ｃ−１），（ｃ−２）において、検出コイル５２ａ，５２ｂの外に３番目、４番目の検出コイルを設け、回転軸Ｐ２の周囲に、例えば９０度間隔で、４翼のプロペラ状に配置することもできる。この場合、４個の検出コイルの軌跡は、走査方向へ９０度ずつずれた状態で重なるからキズの検出精度がより高くなる。

図６（ｃ−１），（ｃ−２）の検出コイル５２ａ，５２ｂの軌跡は、位置が走査方向（Ｙ方向）へ４分の１回転分（９０度）ずれているのに対して、図６（ｂ−１），（ｂ−２）の場合は、２分の１回転分（１８０度）ずれている。
図６の場合には、励磁コイルは１個でよいから、渦電流探傷プローブの構造が簡単になる。また検出コイル４２ａ，４２ｂの間、検出コイル５２ａ，５２ｂの間に励磁コイルの巻き線が介在しないから、両検出コイルをより接近させることができ、両検出コイルの間のキズも高感度で検出できる。

本願発明の実施例に係る渦電流探傷プローブの構成を示す。 図１の渦電流探傷プローブの検出コイルを回転しながら、移動したときの検出コイルの軌跡を説明する図である。 図２（ａ）において，渦電流探傷プローブの検出コイルを回転しながら、移動したときの検出コイルの軌跡のシュミーレーション結果を示す。 図１の渦電流探傷プローブを２個並置し，両渦電流探傷プローブの検出コイルを別々に回転しながら移動する例である。 図１の渦電流探傷プローブを２個並置し、両渦電流探傷プローブを共通の１個の回転軸を中心に回転しながら移動する例である。 １個の励磁コイル内に２個の検出コイルを配置した渦電流探傷プローブの例である。 従来の渦電流探傷プローブの構成を示す。 図７の渦電流探傷プローブによる探傷について説明する図である。

符号の説明

２，２ａ,２ｂ,３，３１，３２，４，５ 渦電流探傷プローブ
２１，２１ａ，２１ｂ，３１１，３２１，４１，５１ 励磁コイル
２２，２２ａ，２２ｂ，３１２，３２２，４２ａ，４２ｂ，５２ａ，５２ｂ 検出コイル
Ｆ１〜Ｆ４ キズ
Ｐ１，Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ 回転軸
Ｓ 移動距離
Ｔ 被検査体
Ｗ１，Ｗ２ コイルの幅

Claims (3)

1. 励磁コイルと励磁コイル内に配置した検出コイルを備え、励磁コイルのコイル面と検出コイルのコイル面は、直交するように配置してある渦電流探傷プローブにおいて、前記渦電流探傷プローブ又は検出コイルは、励磁コイルのコイル軸と一致する回転軸を中心に回転しながら、一回転する間に検出コイルのコイル幅（Ｗ１）の０．３倍以上０．７５倍以下の距離を走査方向へ移動することを特徴とする渦電流探傷プローブ。
2. 励磁コイルと励磁コイル内に配置した検出コイルを備え、励磁コイルのコイル面と検出コイルのコイル面は、直交するように配置してある渦電流探傷プローブを２個以上備え、２個以上の渦電流探傷プローブは、２個の渦電流探傷プローブの検出コイルのコイル面が同一面に並ぶように１個の回転軸の周囲に配置してあり、その回転軸を中心に回転しながら一回転する間に検出コイルのコイル幅（Ｗ１）の２倍の幅（Ｗ２）の０．７５倍以上１．５倍以下の距離を走査方向へ移動することを特徴とする渦電流探傷プローブ。
3. １個の励磁コイルとその励磁コイル内に配置した２個以上の検出コイルを備え、１個の励磁コイルのコイル面と２個以上の検出コイルのコイル面は、直交するように配置してある渦電流探傷プローブにおいて、２個以上の検出コイルを、各検出コイルの回転軸を中心に回転しながら走査方向へ移動することを特徴とする渦電流探傷プローブ。

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