JP5615631B2 - Eddy current flaw detection method and eddy current flaw detector - Google Patents
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Description
本願発明は、渦電流探傷方法と渦電流探傷装置に関し、例えば鉄道のレールの割れキズと剥離キズのようにキズ信号の発生要因（発生原因）の異なるキズが混在している被検査体の渦電流探傷方法と渦電流探傷装置に関する。 The present invention relates to an eddy current flaw detection method and an eddy current flaw detection apparatus. For example, an eddy current of an object to be inspected in which flaws having different flaw signal generation factors (causes of occurrence) such as rail flaws and peeling flaws are mixed. The present invention relates to a current flaw detection method and an eddy current flaw detection apparatus.
従来鋼材等の被検査体の表面のキズを探傷する方法として、被検査体の表面に沿って渦電流探傷プローブを走査（移動）し、渦電流探傷プローブの検出コイルに発生するキズ信号を用いてキズの有無を判別する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
例えば図８（ａ）のように、被検査体Ｓ１の表面に沿って渦電流探傷プローブＰをＸ１方向へ走査すると、被検査体Ｓ１の表面にキズｆ１１、ｆ１２、ｆ１３があるときには、それらキズの位置において検出コイルにキズ信号ｆｓが発生する。したがってそのキズ信号ｆｓを用いてキズｆ１１、ｆ１２、ｆ１３を探傷することができる。
Conventionally, as a method of detecting flaws on the surface of an object to be inspected such as steel, an eddy current flaw probe is scanned (moved) along the surface of the object to be inspected, and a flaw signal generated in the detection coil of the eddy current flaw probe is used. A method for determining the presence or absence of scratches has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
For example, as shown in FIG. 8A, when the eddy current flaw detection probe P is scanned in the X1 direction along the surface of the inspection object S1, if there are any defects f11, f12, and f13 on the surface of the inspection object S1, these defects are detected. A flaw signal fs is generated in the detection coil at the position. Therefore, the flaws f11, f12, and f13 can be detected using the flaw signal fs.
図８（ａ）の探傷方法を用いて、例えば鉄道のレール表面キズを探傷する場合、レールの表面に割れキズが多数連続的に密集して存在するときは、割れキズと剥離キズの判別が困難になる。例えば、図８（ｃ）のようにレールＳ２の表面に多数の割れキズｆａと一部の割れキズの間が剥離して生じた剥離キズｆｂが混在する場合、検出したキズ信号は、割れキズｆａに起因するキズ信号と剥離キズｆｂに起因するキズ信号が合成されたものとなるから、割れキズｆａか剥離キズｆｂかを判別するのは困難である。したがって図８（ａ）の探傷方法によってレールＳ２に剥離キズが発生しているかどうかを判断することは、困難である。
本願発明は、複数のキズ信号の合成として得られるキズ信号が、レールの割れキズと剥離のように、性状の異なる要因のキズ信号（発生要因の異なるキズ信号）の合成であるかどうかを判定することができる渦流探傷方法と渦流探傷装置を提供することを目的とする。
For example, when flaw detection is performed on a rail surface of a rail using the flaw detection method shown in FIG. 8A, if a large number of cracks are continuously concentrated on the rail surface, it is possible to distinguish between cracks and peeling flaws. It becomes difficult. For example, as shown in FIG. 8C, when a large number of cracks fa and some cracks fb generated by peeling between some cracks are mixed on the surface of the rail S2, the detected scratch signal is crack cracks. Since the scratch signal due to fa and the scratch signal due to the peeling scratch fb are combined, it is difficult to determine whether the crack is fa or the peeling scratch fb. Therefore, it is difficult to determine whether or not the flaw is generated on the rail S2 by the flaw detection method shown in FIG.
The present invention determines whether a scratch signal obtained as a combination of a plurality of scratch signals is a combination of scratch signals with different properties (scratch signals with different generation factors) such as rail cracks and peeling. It is an object of the present invention to provide an eddy current flaw detection method and an eddy current flaw detection apparatus.
本願発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の渦電流探傷方法は、渦電流探傷プローブにより複数のキズ信号の合成信号として検出されたキズ信号のベクトル波形のふくらみによりキズ信号の発生要因の異なる鉄道のレールの割れキズと剥離キズが混在するか否かを判別する渦電流探傷方法において、前記ベクトル波形のふくらみ評価値を計算し、ふくらみ評価値に閾値を設けて前記判別を行うことを特徴とする。
請求項２に記載の渦電流探傷方法は、請求項１に記載の渦電流探傷方法において、前記ふくらみ評価値はキズ信号の振幅の最大値で正規化して用いることを特徴とする。
請求項３に記載の渦電流探傷方法は、請求項２に記載の渦電流探傷方法において、前記ふくらみ評価値をＷ、該ふくらみ評価値Ｗを正規化したふくらみ評価値をＷａ、キズ信号の振幅の最大値をＢとし、縦軸切片をｃとして、
Ｗａ＝（Ｗ−ｃ）／Ｂ
を前記正規化に用い、該縦軸切片ｃはキズ信号の振幅の最大値Ｂが０のときのふくらみ評価値であることを特徴とする。
請求項４に記載の渦電流探傷装置は 渦電流探傷プローブにより複数のキズ信号の合成信号として検出されたキズ信号のベクトル波形のふくらみによりキズ信号の発生要因の異なる鉄道のレールの割れキズと剥離キズが混在するか否かを判別する渦電流探傷装置において、前記ベクトル波形のふくらみ評価値を計算し、ふくらみ評価値に閾値を設けて前記判別を行うことを特徴とする。
In order to achieve the object of the present invention, the eddy current flaw detection method according to
The eddy current flaw detection method described in
The eddy current flaw detection method according to
Wa = (W−c) / B
Using the normalized, it said longitudinal axis intercept c is the maximum value B of the amplitudes of the flaw signal and wherein the evaluation value der Rukoto bulge at 0.
5. The eddy current flaw detection apparatus according to
本願発明は、キズ信号の発生要因の異なるキズが混在する場合、キズ信号のベクトル波形のふくらみを評価することにより、従来判別が困難であったその混在の有無を判別することができる。また本願発明は、ベクトル波形のふくらみ評価値を用いて、ふくらみ評価値が所定の閾値或いは基準値を超えているか否かにより、キズ信号の発生要因の異なるキズが混在するか否かを容易に判別することができ、例えば鉄道のレールの探傷のように高速走行する検査車によって探傷する場合にもその判別が容易になる。また本願発明は、ふくらみ評価値をキズ信号の振幅の最大値で正規化することにより、リフトオフの影響を受けることなくキズ信号の発生要因が異なるキズの混在有無を容易に判別することができる。 In the present invention, when scratches having different generation factors of the scratch signal are mixed, it is possible to determine the presence / absence of the mixing, which has been difficult to determine conventionally, by evaluating the swell of the vector waveform of the scratch signal. Further, the present invention makes it easy to determine whether or not flaws having different flaw signal generation factors coexist depending on whether or not the bulge evaluation value exceeds a predetermined threshold or reference value using the bulge evaluation value of the vector waveform. For example, even when flaw detection is performed by an inspection vehicle that travels at a high speed such as flaw detection on railroad rails, the determination is facilitated. Further, according to the present invention, by normalizing the bulge evaluation value with the maximum value of the amplitude of the scratch signal, it is possible to easily determine the presence or absence of scratches having different scratch signal generation factors without being affected by lift-off.
被検査体にキズ信号の発生要因（発生原因）の異なるキズが混在する場合、渦電流探傷プローブによって検出されるキズ信号は、混在するキズに起因するキズ信号の合成されたものとなる。例えば鉄道のレールのように割れキズと剥離キズが混在する場合、渦電流探傷プローブによって検出されるキズ信号は、両キズに起因して発生するキズ信号の合成されたものとなる。その場合、キズ信号のベクトル波形（８字状波形）は、合成されたキズ信号の位相が類似（略同じ）しているときにはふくらみが小さくなり、位相が異なるときにはふくらみが大きくなる。
本願発明者は、そのベクトル波形のふくらみに着目して、例えば鉄道のレールのように割れキズと剥離キズが混在する場合、そのふくらみの大きさによって割れキズのみか、割れキズと剥離キズが混在しているかを判別できることを突き止めた。
When scratches having different scratch signal generation factors (occurrence causes) are mixed in the inspection object, the scratch signal detected by the eddy current flaw detection probe is a composite of the scratch signals caused by the mixed scratches. For example, when cracks and peeling scratches coexist like a railroad rail, the scratch signal detected by the eddy current flaw detection probe is a composite of scratch signals generated due to both scratches. In this case, the vector waveform (eight-shaped waveform) of the scratch signal has a small bulge when the phases of the synthesized scratch signals are similar (substantially the same), and a bulge when the phases are different.
The inventor of the present application pays attention to the bulge of the vector waveform. For example, when cracks and peeling scratches are mixed like railroad rails, only cracks or cracks and peeling scratches are mixed depending on the size of the swelling. I was able to determine whether I was doing it.
被検査体が鉄道のレールの場合には、レールの長手方向に沿って渦電流探傷プローブを移動させて走査し、得られたキズ信号を走査距離（移動距離）或いは走査時間（移動時間）を複数の区分に分割し、区分毎にベクトル波形を作成して各区分のベクトル波形のふくらみを比較することにより、割れキズのみの区分か、割れキズと剥離キズが混在する区分かを判別する。即ちベクトル波形のふくらみから剥離キズ混在の有無を判別する。
キズ信号の発生要因には、キズの幅、長さ等のサイズやキズの深さ等が係り、キズ信号の位相は、それらの要因によって変わるから、キズ信号のベクトル波形のふくらみに基づいて、被検査体にキズ信号の発生要因の異なるキズが混在しているか否かを判別することができる。
When the object to be inspected is a railroad rail, the eddy current flaw detection probe is moved and scanned along the longitudinal direction of the rail, and the obtained scratch signal is set to the scanning distance (movement distance) or scanning time (movement time). By dividing into a plurality of sections and creating a vector waveform for each section and comparing the bulges of the vector waveforms of each section, it is determined whether the section has only cracks or a section having both cracks and peeling scratches. That is, the presence or absence of peeling flaws is determined from the bulge of the vector waveform.
The scratch signal generation factor depends on the width and length of the scratch, the depth of the scratch, etc., and the phase of the scratch signal varies depending on those factors, so based on the swelling of the vector waveform of the scratch signal, It is possible to determine whether or not the inspected object includes flaws having different flaw signal generation factors.
図１により本願発明の実施例に係る第１の渦電流探傷方法を説明する。
図１（ａ）は、鉄道のレールの表面の割れキズと剥離キズの分布例（図８（ｃ）と同じ）を示し、図１（ｂ）は、探傷により検出したキズ信号（渦電流探傷プローブの検出出力を同期検波して得た信号）を示し、図１（ｃ）は、キズ信号のベクトル波形（８字状波形）を示す。
A first eddy current flaw detection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1A shows an example of distribution of cracks and separation scratches on the surface of a railroad rail (same as FIG. 8C), and FIG. 1B shows a scratch signal detected by flaw detection (eddy current flaw detection). FIG. 1 (c) shows a vector waveform (8-shaped waveform) of a scratch signal.
図１（ａ）において、Ｐは渦電流探傷プローブ、Ｓ２は被検査体のレール、ｆａは割れキズ、ｆｂは剥離キズである。剥離キズｆｂは、割れキズｆａの間が剥離して生じたキズである。Ｆ２１〜Ｆ２５は、渦電流探傷プローブＰの探傷範囲を示し、Ｆ２１，Ｆ２３，Ｆ２５は、割れキズｆａのみの範囲を、Ｆ２２，Ｆ２４は、割れキズｆａと剥離キズｆｂが混在する範囲を示す。
図１（ａ）において、渦電流探傷プローブＰをＸ２方向へ走査（移動）すると、時間の経過とともにレールＳ２上の位置が変わり、夫々の位置に対応して図１（ｂ）のように、キズ信号ＦＳが連続的に検出される。その際割れキズｆａのようにキズが密集して連続的に存在する場合には、渦電流探傷プローブＰは、キズ１個１個を個別に検出することは難しく、複数のキズを同時に検出する。例えば、渦電流探傷プローブＰが探傷範囲Ｆ２１を移動しているときは、割れキズｆａを複数個同時に検出し、探傷範囲Ｆ２２を移動しているときは、割れキズｆａ、剥離キズｆｂを複数個同時に検出することになる。
In FIG. 1A, P is an eddy current flaw detection probe, S2 is a rail of an object to be inspected, fa is a cracking flaw, and fb is a peeling flaw. The exfoliation flaw fb is a flaw caused by exfoliation between the cracked flaws fa. F21 to F25 indicate the flaw detection range of the eddy current flaw detection probe P, F21, F23, and F25 indicate the range of the crack flaw only, and F22 and F24 indicate the range in which the crack flaw fa and the peel flaw fb are mixed.
In FIG. 1 (a), when the eddy current flaw detection probe P is scanned (moved) in the X2 direction, the position on the rail S2 changes with the passage of time, and as shown in FIG. 1 (b) corresponding to each position, Scratch signal FS is continuously detected. At that time, when flaws are densely present continuously such as cracked flaw fa, it is difficult for the eddy current flaw detection probe P to detect each flaw individually, and a plurality of flaws are detected simultaneously. . For example, when the eddy current flaw detection probe P is moving in the flaw detection range F21, a plurality of cracks fa are detected at the same time, and when the eddy current flaw detection probe P is moving in the flaw detection range F22, a plurality of flaws fa and peeling flaws fb are detected. It will be detected at the same time.
次に図１（ｂ）のキズ信号ＦＳから図１（ｃ１），（ｃ２）のベクトル波形を作成する方法について説明する。
キズ信号ＦＳは、例えば図１（ｂ）のように区分Ｔ１〜Ｔ９に９分割して、区分毎にベクトル波形を作成する。即ち図１（ｂ）の場合、ベクトル波形は９個作成する。１区分は、例えば、キズ信号ＦＳの２，３サイクルの範囲（＋振幅，−振幅を２，３回繰返す範囲）に設定する。ここで剥離キズｆｂによって発生するキズ信号は、区分Ｔ４，Ｔ７のキズ信号に含まれているとして説明する。
Next, a method for creating the vector waveforms shown in FIGS. 1C1 and 1C2 from the scratch signal FS shown in FIG.
The scratch signal FS is divided into 9 sections T1 to T9 as shown in FIG. 1B, for example, and a vector waveform is created for each section. That is, in the case of FIG. 1B, nine vector waveforms are created. One section is set, for example, within a range of two or three cycles of the scratch signal FS (a range in which + amplitude and −amplitude are repeated a few times). Here, it is assumed that the scratch signal generated by the peeling scratch fb is included in the scratch signals of the sections T4 and T7.
区分Ｔ１〜Ｔ９の内、区分Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ８，Ｔ９（Ｔ４，Ｔ７以外の区分）のキズ信号ＦＳは、割れキズｆａのみによって発生するが、割れキズｆａに起因するキズ信号ＦＳの発生要因は類似しているから、キズ信号ＦＳに含まれる割れキズｆａに起因するキズ信号の位相は、近似している（略同じである）。したがってＴ４，Ｔ７以外の区分のベクトル波形は、図１（ｃ１）のようになる。一方区分Ｔ４，Ｔ７のキズ信号は、割れキズｆａと剥離キズｆｂによって発生するが、両キズに起因するキズ信号の発生要因は相違しているから、キズ信号ＦＳに含まれる両キズに起因するキズ信号の位相は相違している。したがって区分Ｔ４，Ｔ７のベクトル波形は、図１（ｃ２）のようになる。 Of the sections T1 to T9, the scratch signal FS of the sections T1, T2, T3, T5, T6, T8, and T9 (sections other than T4 and T7) is generated only by the cracks fa, but is caused by the cracks fa. Since the generation factors of the scratch signal FS are similar, the phases of the scratch signals caused by the cracks fa included in the scratch signal FS are approximate (substantially the same). Therefore, the vector waveforms of the sections other than T4 and T7 are as shown in FIG. On the other hand, the scratch signals of the sections T4 and T7 are generated by the crack scratch fa and the peeling scratch fb, but the generation factors of the scratch signals due to both scratches are different, and therefore are caused by both scratches included in the scratch signal FS. The phase of the scratch signal is different. Therefore, the vector waveforms of the sections T4 and T7 are as shown in FIG.
図１（ｃ１）と図１（ｃ２）のベクトル波形を比較すると、図１（ｃ１）のベクトル波形のふくらみＷ１は、図１（ｃ２）のベクトル波形のふくらみＷ２よりも小さい（Ｗ１＜Ｗ２）。即ちキズ信号ＦＳに発生要因の異なるキズ信号が含まれているときのベクトル波形は、ふくらみが大きくなり、発生要因が類似しているときのベクトル波形は、ふくらみが小さくなる。したがって図１（ｃ１）と図１（ｃ２）のベクトル波形のふくらみＷ１、Ｗ２を比較することにより、剥離キズｆｂが混在するか否かを判別することができる。各区分のベクトル波形は、例えば表示装置に表示することによりベクトル波形のふくらみを判別或いは評価することができる。
なおベクトル波形のふくらみＷ１、Ｗ２は、ベクトル波形の傾斜方向に略直交する方向の最大幅に対応する。またベクトル波形が２個の楕円状部分からなるときは、ふくらみの判別には一方の楕円状部分を用いればよい。
Comparing the vector waveforms of FIG. 1 (c1) and FIG. 1 (c2), the bulge W1 of the vector waveform of FIG. 1 (c1) is smaller than the bulge W2 of the vector waveform of FIG. 1 (c2) (W1 <W2). . That is, when the scratch signal FS includes scratch signals having different generation factors, the swell is large, and when the generation factors are similar, the swell is small. Therefore, by comparing the bulges W1 and W2 of the vector waveforms in FIG. 1 (c1) and FIG. 1 (c2), it is possible to determine whether or not the peeling flaw fb is mixed. The vector waveform of each section can be discriminated or evaluated by displaying the vector waveform on a display device, for example.
The bulges W1 and W2 of the vector waveform correspond to the maximum width in the direction substantially orthogonal to the inclination direction of the vector waveform. When the vector waveform is composed of two elliptical parts, one elliptical part may be used to determine the bulge.
次に図２により本願発明の実施例に係る第２の渦電流探傷方法を説明する。
キズ信号のベクトル波形の輪郭は、図２（ａ）のようにｎ個の座標データで表すことができる。図２（ａ）は、（ｘ１１，ｘ２１）、（ｘ１２，ｘ２２）、・・・・（ｘ１ｎ，ｘ２ｎ）のｎ個の座標で表してある（ｘ１ｎはＹ成分の座標データを、ｘ２ｎはＸ成分の座標データを表している）。なお図２（ａ）は、２個の楕円部分の一方のみを用いている。また各座標のデータ（座標データ）は、ベクトル波形を作成するときのデータを用いることができる。
Next, a second eddy current flaw detection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The contour of the vector waveform of the scratch signal can be represented by n pieces of coordinate data as shown in FIG. FIG. 2A shows n coordinates of (x11, x21), (x12, x22),... (X1n, x2n) (x1n is coordinate data of the Y component, and x2n is X Represents the coordinate data of the component). In FIG. 2A, only one of the two elliptical portions is used. In addition, as data for each coordinate (coordinate data), data used when creating a vector waveform can be used.
ここで図２（ａ）のｎ個の座標データを用いてベクトル波形のふくらみを計算により求める方法の一例について説明する。
ｎ個の座標のデータが（ｘ１１，ｘ２１）、（ｘ１２，ｘ２２）、・・・・（ｘ１ｎ，ｘ２ｎ）の場合、ｘ１ｉ，ｘ２ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に比例関係があるとすると、ｎ個のデータに適合する（フィットする）直線は、
ｘ２ｉ＝Ａｘ１ｉ・・・・・（１）
で表すことができる。
この直線から、各データの組の差の二乗和Ｗは、
If the data of n coordinates is (x11, x21), (x12, x22),... (x1n, x2n), if there is a proportional relationship to x1i, x2i (i = 1 to n), n A straight line that fits (fits) individual data is
x2i = Ax1i (1)
Can be expressed as
From this straight line, the square sum W of the difference between each data set is
（２）式を展開すると、
（３）式において、調整できるパラメータは、Ａのみであり、そのＡを含む（・・・）2の項が０になるとき、各データの組の差の二乗和は、最小になる。そのときの（３）式は、次の（４）式となる。
ベクトル波形のふくらみは、前記直線に対する誤差（偏差）を表している。
In the equation (3), the only parameter that can be adjusted is A. When the term of ( 2 ) including A is 0, the sum of squares of the difference between the sets of data is minimized. The expression (3) at that time becomes the following expression (4).
The bulge of the vector waveform represents an error (deviation) with respect to the straight line.
図１（ｂ）のようにキズ信号ＦＳの区分がＴ１〜Ｔ９の場合、９区分の夫々のベクトル波形についてふくらみを計算し、計算したふくらみは、図２（ｂ）のようにグラフに表示する。図２（ｂ）において、縦軸は、ベクトル波形のふくらみ評価値（ふくらみの大きさ）を表している。また横軸は、区分を表している。図２（ｂ）のグラフを作成すると、区分Ｔ４，Ｔ７に剥離キズが混在し、区分Ｔ４，Ｔ７以外の区分には剥離キズが混在していないことが一目で分かる。 When the flaw signal FS is divided into T1 to T9 as shown in FIG. 1B, the bulge is calculated for each of the nine vector waveforms, and the calculated bulge is displayed in a graph as shown in FIG. 2B. . In FIG. 2B, the vertical axis represents the bulge evaluation value (bulge size) of the vector waveform. The horizontal axis represents the division. When the graph of FIG. 2B is created, it can be seen at a glance that peeling scratches are mixed in the sections T4 and T7, and no peeling scratches are mixed in the sections other than the sections T4 and T7.
また図２（ｂ）のＷｓのようにふくらみ評価値に閾値を設けて、ふくらみ評価値が閾値Ｗｓを越えたときはアラームを表示するようにしてもよい。その場合、区分Ｔ４，Ｔ７のふくらみ評価値は閾値Ｗｓ以上であるからアラームを表示する。アラームは、光や音であってもよいし、閾値を超えた旨のメッセージを表示してもよい。被検査体が鉄道のレールの場合、探傷は、レール上を時速１０〜５０ｋｍ／ｈで走る検査車に設置した渦電流探傷プローブによって行うから、ベクトル波形や図２（ｂ）のグラフによってベクトル波形のふくらみを評価するのは大変であるが、閾値を超えたときアラームでその旨を表示するように構成すれば、ふくらみの評価が容易になる。 Further, a threshold value may be provided for the bulge evaluation value as indicated by Ws in FIG. 2B, and an alarm may be displayed when the bulge evaluation value exceeds the threshold value Ws. In that case, an alarm is displayed because the bulge evaluation values of the categories T4 and T7 are equal to or greater than the threshold value Ws. The alarm may be light or sound, or may display a message that the threshold has been exceeded. When the object to be inspected is a railroad rail, the flaw detection is performed by an eddy current flaw detection probe installed in an inspection vehicle that runs on the rail at a speed of 10 to 50 km / h. Therefore, a vector waveform is obtained from the vector waveform or the graph of FIG. It is difficult to evaluate the bulge, but if the alarm is displayed when the threshold is exceeded, the bulge can be easily evaluated.
図３は、本願発明の実施例に係る渦電流探傷装置のブロック図を示す。
発振器（励磁電源）１１から渦電流探傷プローブＰの励磁コイルＥＣに励磁電流を供給し、検出コイルＤＣによって検出された被検査体（図示せず）のキズ信号（高周波のキズ信号）を同期検波器１２へ供給する。同期検波器１２の検波出力は、Ｘ成分とＹ成分に分割してＸ成分増幅回路１３１とＹ成分増幅回路１３２に供給する。Ｘ成分増幅回路１３１とＹ成分増幅回路１３２の出力は、フィルタ１４１，１４２へ供給され、両フィルタによってキズ信号を抽出する。キズ信号は、Ａ／Ｄ変換回路１５１，１５２によってデジタルデータに変換してメモリー１６１，１６２に保存する。ふくらみ計算回路１７は、メモリー１６１，１６２のデジタルデータを用いてベクトル波形のふくらみを計算し、グラフにして表示装置１８に表示する。またメモリー１６１，１６２のデジタルデータを用いて図１（ｃ１），（ｃ２）のベクトル波形を表示装置１８に表示する。
FIG. 3 shows a block diagram of an eddy current flaw detector according to an embodiment of the present invention.
An excitation current is supplied from the oscillator (excitation power source) 11 to the excitation coil EC of the eddy current flaw detection probe P, and a flaw signal (high-frequency flaw signal) of an inspection object (not shown) detected by the detection coil DC is synchronously detected. To the
ふくらみ計算回路１７は、図１、図２の区分Ｔ１〜Ｔ９毎にふくらみを計算して区分毎にメモリ（図示せず）に保存してもよい。またふくらみ計算回路１７によって計算したふくらみは、図示しないふくらみ評価回路によって評価し、閾値以上のふくらみが検出されたときは、自動的にアラームを表示するように構成してもよい。
The
次に図４、図５により実験結果を説明する。
図４は、キズ信号とキズ信号に基づいて作成したベクトル波形を、図５は、ベクトル波形に基づいて作成したふくらみのグラフを示す。
実験は、数ミリ〜十数ミリの間隔で割れキズが連続して存在し、割れキズと割れキズの間が剥離してできた剥離キズが混在する被検査体について行った。
まず図４について、説明する。
図４（ａ），（ｂ）は、キズ信号のＸ成分の波形とＹ成分の波形で、走査時間０〜１８秒の間の波形を示す。図４（ａ），（ｂ）のキズ信号を用いてベクトル波形を作成すると、図４（ｃ）のようになる。なお図４（ｃ）のベクトル波形は、キズ信号の区分毎に作成するが、１区分のみ図示してある。また１区分の範囲は、キズ信号２サイクルの範囲（＋振幅・−振幅を２回繰返す範囲）に設定した。
Next, experimental results will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 shows a flaw signal and a vector waveform created based on the flaw signal, and FIG. 5 shows a swell graph created based on the vector waveform.
The experiment was performed on an object to be inspected in which cracks were continuously present at intervals of several millimeters to several tens of millimeters, and peeling scratches formed by peeling between cracks and cracks were mixed.
First, FIG. 4 will be described.
FIGS. 4A and 4B show the waveform of the X component and the Y component of the scratch signal, and the waveform during the scan time of 0 to 18 seconds. When a vector waveform is created using the scratch signals of FIGS. 4A and 4B, the result is as shown in FIG. The vector waveform in FIG. 4C is created for each section of the scratch signal, but only one section is shown. In addition, the range of one section was set to a range of 2 cycles of a scratch signal (a range in which + amplitude and −amplitude are repeated twice).
図５は、図４のベクトル波形に基づいて区分毎にふくらみを計算して作成したグラフである。走査時間、区分数は、図４と同じである。
図５（ａ）は、全区分に割れキズのみが存在する場合のグラフであり、図５（ｂ）は、割れキズと剥離キズが混在している場合のグラフである。図５において縦軸は、ベクトル波形のふくらみ評価値を示す。
FIG. 5 is a graph created by calculating the bulge for each section based on the vector waveform of FIG. The scanning time and the number of sections are the same as in FIG.
FIG. 5A is a graph when only cracks are present in all sections, and FIG. 5B is a graph when cracks and peeling scratches are mixed. In FIG. 5, the vertical axis indicates the bulge evaluation value of the vector waveform.
ところで上記ふくらみ評価値は，評価する信号の振幅が大きいほど大きな値になりやすいという問題がある。リフトオフ等の探傷条件が同じである場合，剥離をともなうキズ信号の方が剥離をともなわないキズ信号よりも振幅が大きくなる傾向にあるためこの性質はそれほど問題とならない。しかしながらリフトオフの変化が見込まれる場合には，適切な閾値を設定するためにこの性質が問題となる。図２（ｂ）のように、ふくらみ評価値によって剥離キズ混在の有無を判別するとき、探傷時のリフトオフが一定の場合には、適切な閾値を設定することで図２（ｂ）から直接判別できるが、リフトオフが異なる場合には、リフトオフの影響を考慮しながら閾値を設定する必要がある。
図６、図７によりリフトオフの影響とリフトオフの影響を受けずに剥離キズ混在の有無を判別する方法について説明する。なお図６、図７は、実験結果に基づいて作成した図である。
By the way, there is a problem that the bulge evaluation value tends to be larger as the amplitude of the signal to be evaluated is larger. When the flaw detection conditions such as lift-off are the same, this property is not so problematic because the flaw signal with peeling tends to have a larger amplitude than the flaw signal without peeling. However, if a change in lift-off is expected, this property becomes a problem in order to set an appropriate threshold value. As shown in FIG. 2 (b), when the presence or absence of peeling flaws is determined based on the bulge evaluation value, if the lift-off at the time of flaw detection is constant, an appropriate threshold is set to directly determine from FIG. 2 (b). However, when the lift-off is different, it is necessary to set a threshold value in consideration of the effect of the lift-off.
A method for determining the presence or absence of peeling flaws without being affected by lift-off and lift-off will be described with reference to FIGS. 6 and 7 are diagrams created based on experimental results.
図６（ａ）は、区分Ｔ１〜Ｔ９をリフトオフ０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍで探傷したときのふくらみ評価値の分布状態を示す。区分Ｔ１〜Ｔ９の内、区分Ｔ１〜Ｔ３、区分Ｔ７〜Ｔ９には、割れキズのみ、区分Ｔ４〜Ｔ６には、剥離キズが混在する例である。
図６（ａ）のふくらみ評価値と、そのふくらみ評価値を取得したときのキズ信号の振幅の最大値の関係は、図６（ｂ）のようになる。区分Ｔ４〜Ｔ６のふくらみ評価値は、「×」で表示し、他の区分は、「□」で表示してある。ふくらみ評価値は、「×」、「□」ともにキズ信号の振幅が大きくなる程大きくなるが、「×」、「□」のふくらみ評価値は、破線の両側に分かれて分布している。破線は、縦軸切片と一定の傾きを有している。キズ信号の振幅が０のとき、縦軸切片が０にならないのは、雑音によるものと考えられる。
FIG. 6A shows a distribution state of bulge evaluation values when the sections T1 to T9 are flaw-detected at lift-off 0.5 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, and 3.0 mm. Of the sections T1 to T9, the sections T1 to T3 and the sections T7 to T9 are examples in which only cracks and cracks are present in the sections T4 to T6.
The relationship between the bulge evaluation value in FIG. 6A and the maximum value of the amplitude of the scratch signal when the bulge evaluation value is acquired is as shown in FIG. 6B. The bulge evaluation values of the categories T4 to T6 are indicated by “x”, and the other categories are indicated by “□”. The bulge evaluation values increase as the amplitude of the scratch signal increases in both “×” and “□”, but the bulge evaluation values of “×” and “□” are distributed separately on both sides of the broken line. The broken line has a constant slope with respect to the vertical axis intercept. The reason why the vertical axis intercept does not become zero when the amplitude of the scratch signal is zero is considered to be due to noise.
図６（ｂ）の特性に鑑み、ふくらみ評価値を、ふくらみ評価値とキズ信号の振幅の最大値の比で表して、剥離キズ混在の有無を判別する。
そこでふくらみ評価値とキズ信号の振幅の最大値の比（振幅の最大値で正規化したふくらみ評価値）をＷａ、ふくらみ評価値をＷ、キズ信号の振幅の最大値をＢ、縦軸切片をｃとし、
Ｗａ＝（Ｗ−ｃ）／Ｂ
により、図６（ａ）のふくらみ評価値を修正すると、即ちふくらみ評価値をキズ信号の振幅の最大値で正規化すると、ｃ＝０．０１の場合その比Ｗａの分布は、図７のようになる。なお縦軸切片ｃは、キズ信号の振幅の最大値Ｂが０のときのふくらみ評価値（ふくらみ評価値切片）であり、０を含む。
In view of the characteristics shown in FIG. 6B, the bulge evaluation value is represented by the ratio between the bulge evaluation value and the maximum value of the amplitude of the scratch signal to determine the presence or absence of peeling scratches.
Therefore, the ratio of the bulge evaluation value to the maximum amplitude of the scratch signal (bulge evaluation value normalized by the maximum amplitude value) is Wa, the bulge evaluation value is W, the maximum amplitude of the scratch signal is B, and the vertical axis intercept is c,
Wa = (W−c) / B
Thus, when the bulge evaluation value of FIG. 6A is corrected, that is, when the bulge evaluation value is normalized by the maximum value of the amplitude of the scratch signal, the distribution of the ratio Wa is as shown in FIG. become. The vertical axis c is a bulge evaluation value (bulge evaluation value intercept) when the maximum value B of the amplitude of the scratch signal is 0, and includes 0.
図６（ａ）の場合、例えば、区分Ｔ３のリフトオフが０．５ｍｍのときのふくらみ評価値と区分Ｔ４のリフトオフが２．０ｍｍのときのふくらみ評価値は、略同じであるから、剥離キズ有無を判別する閾値の設定が難しくなる。
一方図７の場合、例えば、ふくらみ評価値とキズ信号の振幅の最大値の比Ｗａ＝０．１を閾値に用いると、剥離キズは、区分Ｔ４に混在し、区分Ｔ３には混在しないことが一目で分かる。即ちリフトオフの影響を受けずに剥離キズ混在の有無を判別することができる。他の区分についても同様である。
In the case of FIG. 6A, for example, the swelling evaluation value when the lift-off of the section T3 is 0.5 mm and the swelling evaluation value when the lift-off of the section T4 is 2.0 mm are substantially the same. It becomes difficult to set a threshold value for discriminating.
On the other hand, in the case of FIG. 7, for example, if the ratio Wa = 0.1 of the bulge evaluation value and the maximum value of the scratch signal amplitude is used as the threshold value, the peeling scratches may be mixed in the section T4 and not mixed in the section T3. I understand at a glance. That is, it is possible to determine the presence or absence of peeling flaws without being affected by lift-off. The same applies to other sections.
前記実施例は、鉄道のレールの割れキズと剥離キズが混在する例について説明したが、本願発明は、それらのキズに限らず、キズ信号の発生要因（発生原因）が異なるキズが混在している被検査体の探傷に適用することができる。またキズ信号のベクトル波形のふくらみの評価は、事前に用意した基準のふくらみ（閾値）と比較してもよい。 Although the said Example demonstrated the example in which the crack of a rail of a rail and the peeling crack are mixed, this invention is not restricted to those cracks, The crack from which the generation factor (generation cause) of a crack signal is mixed. It can be applied to flaw detection of an inspected object. The evaluation of the swelling of the vector waveform of the scratch signal may be compared with a reference swelling (threshold value) prepared in advance.
１１ 発振器（励磁電源）
１２ 同期検波器
１３１，１３２ 増幅回路
１４１，１４２ フィルタ
１５１，１５２ Ａ／Ｄ変換回路
１６１，１６２ メモリー
１７ ふくらみ計算回路
１８ 表示装置
Ｐ 渦電流探傷プローブ
ＥＣ 励磁コイル
ＤＣ 検出コイル
Ｓ２ 被検査体
11 Oscillator (Excitation power supply)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Ｗａ＝（Ｗ−ｃ）／Ｂ
を前記正規化に用い、該縦軸切片ｃはキズ信号の振幅の最大値Ｂが０のときのふくらみ評価値であることを特徴とする渦電流探傷方法。 3. The eddy current flaw detection method according to claim 2, wherein the bulge evaluation value is W, the bulge evaluation value obtained by normalizing the bulge evaluation value W is Wa, the maximum value of the amplitude of the scratch signal is B, and the vertical axis intercept is c. As
Wa = (W−c) / B
The use in normalization, said longitudinal axis intercept c eddy current testing method of the maximum value B of the amplitudes of the flaw signal and wherein the evaluation value der Rukoto bulge when 0.
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