JP5922633B2 - 渦電流探傷プローブ、及び、渦電流探傷方法 - Google Patents

Description

本発明は、非破壊検査に用いてられる渦電流探傷に用いられるプローブに関する。

金属の非破壊検査方法として、渦電流探傷法（ＥＣＴ; Eddy Current Testing）が知られている。この探傷法は、励磁用コイルにより検査対象の表面に渦電流を発生させて、この渦電流の影響による検出用コイルの電圧変化（又はインピーダンス変化）を観察することにより、検査対象に生じている傷を検知するものである。

本発明者等は、特許文献１において、傷を正確に検出できる渦電流探傷プローブを提案している。特許文献１の渦電流探傷プローブは、各検出用コイルと検査対象との距離に差が生じる斜めリフトオフ変化が発生しても、磁束に起因して各検出用コイルの各相互間に生じる電圧差に基づいて、試験体上の傷を正確に検出できるという利点を有している。

特許第３３４３８６０号公報

特許文献１の渦電流探傷プローブは、検出用コイルの上側に励磁用コイルが配置される。なお、検出用コイルの下側に検査対象があることを前提として、上・下を区別する。したがって、特許文献１の渦電流探傷プローブは、検出用コイルと励磁用コイルを加えた厚さを有しており、極めて狭隘な箇所に用いることができないことがある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、検出用コイルと励磁用コイルを備えながら、厚さを薄くできる渦電流探傷プローブを提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の渦電流探傷プローブは、所定の方向に複数ユニット配列されるプローブユニットを備え、当該プローブユニットは、点対称に並べられ、各々が、交流磁場を発生させて検査対象に渦電流を生じさせる同一の第１励磁用コイルと第２励磁用コイルとを備える励磁用コイルと、点対称に並べられ、差動接続される同一の第１検出用コイルと第２検出用コイルとを備える検出用コイルと、を備える。
本発明の渦電流探傷プローブは、励磁用コイルと検出用コイルは同一面に並べられる。
また、第１検出用コイルと第２検出用コイルの第１対称中心と、第１検出用コイル上および第２検出用コイル上と、前記第１検出用コイルの中心と前記第２検出用コイルの中心と、を通る第１中心線と、第１励磁用コイルと第２励磁用コイルの第２対称中心と、第１励磁用コイル上および第２励磁用コイル上と、前記第１励磁用コイルの中心と前記第２励磁用コイルの中心と、を通る第２中心線とが、直交するように、第１検出用コイル、第２検出用コイル、第１励磁用コイル及び第２励磁用コイルが配置され、第１励磁用コイルと第２励磁用コイルの各々が生じさせる渦電流の流れが互いに逆向きであり、当該渦電流が合成された渦電流は、第１中心線に沿って生じ、第１中心線上の第１対称中心と、第２中心線上の前記第２対称中心とが、同一面に向けて平面視して、一致する、ことを特徴とする。

本発明の渦電流探傷プローブは、励磁用コイルと検出用コイルが同一面上、典型的には同一平面上に並べられるので、厚さが薄くなり、狭隘なスペースにおいても渦電流探傷を行うことができる。

この本発明の渦電流探傷プローブにおいて、第１励磁用コイル及び第２励磁用コイル、及び、第１検出用コイル及び第２検出用コイルを、平面視形状が矩形のコイルから構成することが好ましい。
この構成によると、渦電流探傷プローブを全体として矩形に配列することができるので、複数のプローブユニットを、隙間を空けることなく稠密に配列することができる。

本発明の渦電流探傷プローブは、第１励磁用コイルと第２励磁用コイルの各々が生じさせる渦電流が合成された渦電流の向きを、第１対称中心線の向きに一致させることができる。
この渦電流探傷プローブによると、渦電流探傷プローブを傷の向きに対して傾けなくても、探傷を行うことができる。

本発明の渦電流探傷プローブは、励磁用コイルと検出用コイルからなるプローブユニットを所定の方向に複数配列して探傷を行う。
この渦電流探傷プローブによると、プローブユニットを移動させることなく、所定の範囲の探傷を行なうことができる。

本発明は、第１励磁用コイル、第２励磁用コイル、第１検出用コイル及び第２検出用コイルの全てを同一のコイルから構成することができる。
この構成によると、特定のタイミングで励磁用として機能させたコイルを、次のタイミングには検出用として機能させることができるので、配列の方向に設けられた励磁用コイルを検出用コイルに、また、検出用コイルを励磁用コイルに順番に切り替えて使用することができるので、検査結果の分解能を向上できる。
また、本発明は、第１検出用コイル及び第２検出用コイルの各々に、互いに逆向きの鎖交磁束を作用させることができる。

本発明の渦電流探傷方法において、第１励磁用コイルと第２励磁用コイルに交流電流を供給することで、検査対象に渦電流を生じさせる渦電流生成ステップと、第１検出用コイルと第２検出用コイルの各相互間で渦電流によって生じる電圧差に基づいて検査対象の傷の有無を検出する検出ステップと、を備える探傷処理を、複数のプローブユニットの配列の順に実行すればよい。

第１励磁用コイル、第２励磁用コイル、第１検出用コイル及び第２検出用コイルの全てが同一のコイルからなる場合には、以下の手順で探傷処理を行うことが好ましい。
すなわち、先行するプローブユニットについて探傷処理を行った後に、後続のプローブユニットについて探傷処理を行う際に、先行する探傷処理の際に励磁用として機能した前記励磁用コイルは、後続の前記探傷処理の際には、検出用として機能させ、また、先行する探傷処理の際に検出用として機能した検出用コイルは、後続の前記探傷処理の際には励磁用として機能させる、ことができる。
この渦電流探傷方法によると、先行する探傷処理で励磁用コイルであったものを、後続の探傷処理では検出用コイルとして機能させる、というように、コイルの機能を次々に切換えるので、探傷結果の分解能を向上できる。

本発明によれば、励磁用コイルと検出用コイルが同一面上に並べられるので、渦電流探傷プローブは厚さが薄くなり、狭隘なスペースにおいても渦電流探傷を行うことができる。

[図１]本発明の第１参考例に係る渦電流探傷プローブの概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＩｃ−Ｉｃ線矢視断面図である。
[図２]第１参考例に係る渦電流探傷プローブを示し、（ａ）は検出用コイルと励磁用コイルの位置関係を示す図、（ｂ）及び（ｃ）は渦電流の発生状況を示し、（ｂ）は傷がない場合を、（ｃ）は傷がある場合を示している。
[図３]第１参考例に係る渦電流探傷プローブの渦電流，鎖交磁束，励磁用コイル，検出用コイルの位置関係を示す図である。
[図４]第１参考例の変形例を示す図である。
[図５]本発明の第２実施形態に係る渦電流探傷プローブの概略構成を示す平面図である。
[図６]第２実施形態に係る渦電流探傷プローブを用いて探傷を行う際の動作を示す図である。
[図７]図６に示すプローブを用いて探傷するときの検出信号を抜き出して示し、（ａ）は時系列の順に並べて示し、（ｂ）は検出信号を同じ列に並べて示している。
[図８]特許文献１に記載される従来の渦電流探傷プローブを示している。
[図９]本発明の第２参考例に係る渦電流探傷プローブの概略構成を示す平面図である。
[図１０]本発明を同一の円筒面に適用した例を示す図である。
[図１１]本発明を同一の円筒面に適用した別の例を示す図である。

［第１参考例］
以下、添付図面を参照しながら、本願発明の参考例を説明する。
本参考例の渦電流探傷プローブ１０は、検査対象５０の上を移動しながら、自身より下方に位置する検査対象５０の表面に存在する傷５１を検出するのに用いられる。
以下、渦電流探傷プローブ１０の構成について説明する。
渦電流探傷プローブ１０は、図１に示すように、検出用コイル１と、交流磁場を発生させて検査対象５０の表面近傍に渦電流ＥＣを発生させる励磁用コイル２と、を備える。

検出用コイル１は、一対の第１検出用コイル１ａと第２検出用コイル１ｂを備える。第１検出用コイル１ａと第２検出用コイル１ｂは、差動接続される。検出用コイル１は、電線を巻き回した巻き線コイルを矩形状に整形されたものが用いられており、第１検出用コイル１ａと第２検出用コイル１ｂは電磁気的な特性が同じ同一のコイルである。
差動接続されている１対の第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂはブリッジ回路４に接続されており、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂに発生する電圧が異なると、ブリッジ回路４から傷５１を検知したことのキズ信号が出力されるようになっている。
なお、第１検出用コイル１ａと第２検出用コイル１ｂの各々を区別する必要がない場合には検出用コイル１と称し、区別する必要がある時には、第１検出用コイル１ａ、第２検出用コイル１ｂと称する。励磁用コイル２についても同様である。

励磁用コイル２は、一対の第１励磁用コイル２ａと第２励磁用コイル２ｂを備えている。励磁用コイル２（２，２ａ，２ｂ）は、励磁用コイル２に交流電流を供給する発振器３に接続されている。励磁用コイル２は、検出用コイル１と同じで、電線を巻き回した巻き線コイルを矩形状に整形したものが用いられており、第１励磁用コイル２ａと第２励磁用コイル２ｂは電磁気的な特性が同じ同一のコイルである。ただし、第１参考例においては、検出用コイル１と励磁用コイル２が電磁気的な特性が異なっていてもよい。
図１（ｂ），（ｃ）に示すように、検出用コイル１（第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂ）と励磁用コイル２（第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂ）は、同一面上に並べられている。ここでは同一面の典型として、同一平面上に検出用コイル１と励磁用コイル２を並べた例を示している。
なお、図１には、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂ，第１励磁用コイル２ａ及び第２励磁用コイル２ｂの相互間に隙間を設けているが、相互に絶縁されていれば、４つのコイルを隙間なく並べてもよい。

図２（ａ）に示すように、一対の第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂは、点対称に並べて配置されている。矩形をなす第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂの各々の一つの頂点が、対称中心（第２対称中心）Ｏを向いて配置されている。励磁用コイル２は、第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂをこの配置にすることで、図２（ｂ）に示すように、隣接して互いに対称な１対の渦電流ＥＣ１，ＥＣ２を形成し、特に、第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂの対称中心Ｏを通る中心線ＣＬ１の上にこれらの渦電流ＥＣ１,ＥＣ２が加算されて強い渦電流（合成渦電流）ＥＣを発生させるようにしている。

励磁用コイル２は、探傷を行う際に、図２（ｃ）に示すように、検査対象５０の表面に傷がある場合に想定される傷５１の方向Ｄ_Ｉに対して、渦電流ＥＣの流れの向きＤ_ＥＣが斜め方向になるような向きに、つまり方向Ｄ_Ｉと向きＤ_ＥＣが交差するように配設される。これは、渦電流探傷の検出原理に対応するものである。つまり、渦電流探傷プローブ１０は、検査対象５０の表面の傷５１が渦電流ＥＣの外乱となって渦電流ＥＣが変化することを利用して、傷５１を検出するものであり、傷５１の方向Ｄ_Ｉが渦電流ＥＣの流れの向きＤ_ＥＣに平行であると、顕著な外乱として渦電流ＥＣに作用しにくいためである。検査対象５０の表面の傷５１の方向Ｄ_Ｉは、検査対象５０の製作工程などから容易に想定することができる。

図２（ａ）に示すように、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂは、検査対象５０に対して平行に対向できるように同一平面上に点対称に並べて配置されている。検出用コイル１は、励磁用コイル２とも同一平面上に配置される。
矩形をなす第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂの各々の一つの頂点が、対称中心Ｏを向いて配置されている。ただし、図２（ａ）に示すように、平面視において、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂの対称中心（第１対称中心）Ｏを通る中心線ＣＬ１と励磁用コイル２の中心線ＣＬ２とが、対称中心Ｏにおいて互いに直交するように配置されている。したがって、検出用コイル１と励磁用コイル２は、同一平面上に重なることなく展開される。

渦電流ＥＣは、平面視において、検査対象５０の表面の検出用コイル１の中心線ＣＬ１に沿って生じ、特に、対称中心Ｏ付近では渦電流ＥＣが確実に生じるが、この対称中心Ｏは第１検出用コイル１ａと第２検出用コイル１ｂの対称中心Ｏでもあるから、この渦電流ＥＣの最も確実に生じる箇所に第１検出用コイル１ａと第２検出用コイル１ｂの対称中心が存在している。
なお、検出用コイル１の中心線ＣＬ１と励磁用コイル２の中心線ＣＬ２が、両者の対称中心Ｏにおいて互いに直交することは最も好ましい形態であるが、両者は互いに直交しなくても交差すればよく、両者の対称中心Ｏは接近していればよい。

次に、以上のように構成される渦電流探傷プローブ１０の励磁用コイル２に電流（励磁電流）が供給されたときに生ずる渦電流、鎖交磁束について、図３を参照して説明する。
図３に示すように、励磁用コイル２に励磁電流を供給すると、第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂの表面近傍には１対の渦電流ＥＣ１,ＥＣ２が形成され、また、渦電流ＥＣ１から矢印Ｆ１１で示す下向きの鎖交磁束が、渦電流ＥＣ２からは矢印Ｆ１３で示す上向きの鎖交磁束が発生する。ここで、平面視において検出用コイル１と励磁用コイル２は、対称中心Ｏが一致するとともに、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂの向き（中心線ＣＬ１の向き）は、第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂの向き（中心線ＣＬ２の向き）と直交するようにして配置されている。したがって、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂは、平面視において渦電流ＥＣとその対称中心が一致するとともに、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂの向き（中心線ＣＬ１の向き）は、渦電流ＥＣの向きと一致するようになるのである。
したがって、第１検出用コイル１ａと第２検出用コイル１ｂには、各々、矢印Ｆ１１で示す下向きの鎖交磁束と矢印Ｆ１３で示す上向きの鎖交磁束が作用する。つまり、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂには、各々、互いに逆向きの鎖交磁束が作用することになる。

そして、検査対象５０の表面に傷５１がない場合（図２（ｂ））には、渦電流ＥＣ１,ＥＣ２に外乱が作用しないので、各第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂに作用する鎖交磁束に差はなく、この鎖交磁束に応じて第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂに生じる電圧にも差が生じない。このため、ブリッジ回路４からはキズ信号が発生しない。
一方、検査対象５０に傷５１がある場合（図２（ｃ））には渦電流ＥＣ１,ＥＣ２に外乱が生じるので、渦電流ＥＣ１,ＥＣ２によって発生する鎖交磁束も不均一な分布となって、第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂに作用する鎖交磁束の和に差が生じ、したがって第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂに生じる電圧に差が生じ、この電圧差によってブリッジ回路４からキズ信号が出力される。

渦電流探傷プローブ１０を用いて実際に渦電流探傷を行い、その結果を特許文献１に記載された従来の渦電流探傷プローブ（円形型励磁用コイル使用）による探傷の結果と比較した。その結果、渦電流探傷プローブ１０は従来の渦電流探傷プローブと同等の探傷能力を有することが確認された。

以上説明したように、渦電流探傷プローブ１０は、同一平面上に検出用コイル１と励磁用コイル２が配置されるので、検出用コイルと励磁用コイルを重ね合せる渦電流探傷プローブに比べると、その厚さを半分以下にすることができる。したがって、渦電流探傷プローブ１０は、狭隘なスペースにおいても渦電流探傷を行うことができる。

以上の説明では、検出用コイル１及び励磁用コイル２が矩形の例を示したが、これらコイルの形態は任意であり、例えば、図４（ａ）に示すようにトロイダル状の検出用コイル１及び励磁用コイル２を用いることもできる。また、図４（ｂ）に示すように、検出用コイル１と励磁用コイル２の大きさが異なるなど、磁気的な特性が異なっていてもよい。

以上の説明では、ブリッジ回路４によりキズ信号を発生させる例を示したが、ブリッジ回路４の代わりに例えば電圧計を設けて、作業者がこの電圧計により第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂ間の電圧差を監視することで傷５１を検出するようにしてもよい。
また、プローブを検査対象５０の表面に沿って移動させながら渦電流探傷を行なう例を示したが、複数組の渦電流探傷プローブ１０を一列に並べてマルチコイル型の渦電流探傷プローブを構成し、一度に広い範囲の探傷を行なうことができる。次の第２実施形態では、本発明を用いたマルチコイル型の渦電流探傷プローブの好ましい例を説明する。

［第２実施形態］
第２実施形態にかかる渦電流探傷プローブ２０は、マルチコイル型の渦電流探傷プローブに関するものである。
渦電流探傷プローブ２０は、図５に示すように、列方向Ｘに６つのコイルＣを配列し、行方向Ｙに２つのコイルＣを配列し、合計で１２個のコイルＣが同一平面上にマトリックス状に並べて構成されている。各々のコイルＣは、第１参考例における検出用コイル１及び励磁用コイル２と同様に、電線を巻き回した巻き線コイルからなる。ただし、第２実施形態は、１２個の全てのコイルＣが同じ電磁気特性を備えていることが前提となる。各々のコイルＣは、図５に示すように、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５，Ｃ１６，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ２４，Ｃ２５，Ｃ２６と識別される。なお、各々を区別する必要がないときは、コイルＣと総称される。
なお、１２個というコイルＣの数は、あくまで例示であり、列方向Ｘ及び行方向Ｙに任意の数のコイルＣを設けることができる。ただし、マルチコイル型のプローブとして機能するために、列方向Ｘに３個、行方向Ｙに２個のコイルＣが設けられればよい。

渦電流探傷プローブ２０は、２列及び２行に設けられる４個のコイルＣが、プローブとしての最小単位（プローブユニット）を構成し、４個のコイルＣからなるプローブの一つのユニットは、第１参考例の渦電流探傷プローブ１０に相当する。ただし、渦電流探傷プローブ２０は、コイルＣ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２の４個で一つのユニットを構成し、次いで、コイルＣ１２、Ｃ１３、Ｃ２２、Ｃ２３の４個で一つのプローブユニットを構成し、さらに、コイルＣ１３、Ｃ１４、Ｃ２３、Ｃ２４の４個で一つのプローブユニットを構成する。このように、渦電流探傷プローブ２０は、隣接する４個のコイルＣでプローブユニットを構成する。

第２実施形態は、各々のコイルＣ１１〜Ｃ２６が、第１参考例のように予め検出用コイル、励磁用コイルというように機能が定められているのではなく、同じコイルＣが検出用コイルとして機能することがあれば、励磁用コイルとして機能することもある。その前提として、全てのコイルＣが同じ電磁気特性を備えている。

各々のコイルＣ１１〜Ｃ２６には電線Ｗ（Ｗ１１〜Ｗ２６）が接続されている。コイルＣが励磁用コイルとして機能するときには、電線Ｗから励磁電流がコイルＣに供給され、コイルＣが検出用コイルとして機能するときには、一対をなすコイルＣの電圧差が対応する電線Ｗに反映される。

次に、検査対象５０を探傷する際の渦電流探傷プローブ２０の動作を、図６及び図７を参照して説明する。
渦電流探傷プローブ２０は、探傷開始当初（図６ 第１タイミング）に、コイルＣ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ２２をプローブユニット（第１ユニット）として用い、その中で、コイルＣ１１とコイルＣ２２を励磁用コイルとして機能させる一方、コイルＣ２１とコイルＣ１２を検出用コイルとして機能させる。このとき、コイルＣ１１とコイルＣ２２には交流電流が供給され、コイルＣ２１とコイルＣ１２は両者の電圧差が検知される。

第１ユニットにより必要な時間だけ探傷を行ったならば、次に、プローブユニット（第２ユニット）を構成するコイルＣをコイルＣ１２、Ｃ１３、Ｃ２２、Ｃ２３に切換えて探傷を行う（図６ 第２タイミング）。このとき、コイルＣ１２とコイルＣ２３を励磁用コイルとして機能させる一方、コイルＣ２２とコイルＣ１３を検出用コイルとして機能させる。このとき、コイルＣ１３とコイルＣ２２には交流電流が供給され、コイルＣ２３とコイルＣ１２は両者の電圧差が検知される。なお、コイルＣ１２は、先行する第１タイミングでは、検出用コイルとして機能しており、また、コイルＣ２２は、先行する第１タイミングでは、励磁用コイルとして機能している。

次の第３タイミングでは、コイルＣ１３とコイルＣ２４が励磁用コイルとして機能し、コイルＣ２３とコイルＣ１４が検出用コイルとして機能する。さらに次の第４タイミングでは、コイルＣ１４とコイルＣ２５が励磁用コイルとして機能し、コイルＣ２４とコイルＣ１５が検出用コイルとして機能する。
以後、同様にしてプローブユニットを構成するコイルＣを切り替えながら、渦電流探傷プローブ２０の長手方向の探傷処理を実行する。

図７（ａ）に、各タイミングにおける検出感度分布をコイルＣに対応して示しているが、探傷の範囲が、タイミングの進行に伴って移行することが判る。ここで、図７（ａ）において、Ｘ軸は、プローブユニットの中心からの距離を示し、Ｙ軸は、横軸の示す位置に傷５１があった場合に、プローブユニット（第１検出用コイル、第２検出用コイル）により検出される信号振幅（信号レベル）を示す。各曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４…は、各プローブユニットの検出感度分布を示す。傷５１が対称中心Ｏの直下にあるときに、信号レベルは最大になり、検出感度分布曲線Ｌ１は、中心線ＣＬ１上で最大となる。
各タイミングにおける検出感度分布を同じ列に並べると、図７（ｂ）に示すように、隣接する検出感度分布が相互に１／２周期だけ重複しており、渦電流探傷プローブ２０によると、渦電流探傷プローブ２０の長手に沿った探傷方向の全域に亘って、高い検出感度を得ることができる。

以上説明した通りであり、渦電流探傷プローブ２０は、同一平面上に全てのコイルＣが配列されているので、第１参考例と同様に、狭隘なスペースしかなくても渦電流探傷を行うことができる。
また、渦電流探傷プローブ２０は、矩形のコイルＣをマトリックス状に配列できるので、稠密なプローブを実現できる。
これに対して、特許文献１に開示される渦電流探傷プローブ１００は、図８（ａ）に示すように、トロイダル状の励磁用コイル１０２と、一対の検出用コイル１０１，１０１が上下方向に並んで構成される。
特許文献１の渦電流探傷プローブ１００は、その向きＤ_１００を傷５１の向きＤ_１に対して傾ける都合上、図８（ｃ）に示すように、複数の渦電流探傷プローブ１００（プローブユニット）を一列に並べただけでは、隣接するプローブユニットの間に隙間Ｇが生じてしまう。したがって、特許文献１の渦電流探傷プローブ１００は、図８（ｂ）に示すように、第２実施形態の渦電流探傷プローブ２０と同等の範囲の探傷を行うためには、複数のプローブユニットを二行に並べる必要がある。
したがって、第２実施形態による渦電流探傷プローブ２０は、特許文献１と比べると、より少ない数のプローブユニットで必要な範囲の探傷を行うことができるし、同じ専有面積で捉えると、探傷結果の分解能が高い。

［第２参考例］
次に、第２参考例は、深さの浅い傷の探傷にも対応可能な渦電流探傷プローブ３０に関するものである。
本発明者らは、第１参考例に係る渦電流探傷プローブ１０では、傷５１が浅いと、図１の位置を通過する傷５１の検出性能が低下することがあることを知見した。なお、図１の位置とは、渦電流探傷プローブ１０において、第１検出用コイル１ａと第２励磁用コイル２ｂの境界部分、及び、第１励磁用コイル２ａと第２検出用コイル１ｂの境界部分である。
そこで、本発明者らが検討を行ったところ、図９に示すように、第１検出用コイル１ａと第２励磁用コイル２ｂの対に対して、第１励磁用コイル２ａと第２検出用コイル１ｂの対とをオフセットして配置した渦電流探傷プローブ３０によると、渦電流探傷プローブ１０では検出が困難な傷５１を検出できることが確認された。この渦電流探傷プローブ３０は、第１対称中心と第２対称中心とが一致し、かつ、第１対称中心線と第２対称中心線とが垂直以外の角度で交差する。

オフセット量は、探傷の対象とする部材、傷などに応じて設定されるべきであるが、最大限で、第１検出用コイル１ａと第１励磁用コイル２ａの対向する側の辺の１／２である。

以上、本発明の参考例及び好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記参考例及び実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、第１参考例で説明した渦電流探傷プローブ１０を一列に並べてマルチコイル型の渦電流探傷プローブを構成し、各々の渦電流探傷プローブ１０を用いて順に探傷処理を行うことができる。
また、励磁用コイル及び検出用コイルは巻き線コイルを用いた例を説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば薄膜状に形成されたコイルを用いることができる。

さらに、第１参考例、第２実施形態は同一平面上にコイルを並べる例を示しているが、本発明は平面に限らず、例えば同一の曲面にコイルを並べることができる。その例を図１０に示すが、この渦電流探傷プローブ４０は、円筒状のホルダ６０の内周面に一対の検出用コイル１（第１検出用コイル１ａ，第２検出用コイル１ｂ）と励磁用コイル２（第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂ）を並べている。なお、図１０に示す渦電流探傷プローブ４０を軸方向に複数組並べてもよい。また、図１１に示すように、渦電流探傷プローブ４０は、ホルダ６０の内周面に複数対の検出用コイル１（第１検出用コイル１ａ、第２検出用コイル１ｂ）と励磁用コイル２（第１励磁用コイル２ａ，第２励磁用コイル２ｂ）を並べるようにしてもよい。さらに、渦電流探傷プローブ４０は、ホルダ６０の内周面に、同じ磁気特性を備え、検出用コイル及び励磁用コイルの双方として機能することもある、複数のコイルＣをマトリックス状に並べてもよい。これらの渦電流探傷プローブ４０は、第１参考例で説明した渦電流探傷プローブ１０および第２実施形態で説明した渦電流探傷プローブ２０と同様の効果を奏するのに加えて、円筒状をなす検査対象を効率よく探傷することができる。

１０，２０，３０，４０，１００ 渦電流探傷プローブ
１，１０１ 検出用コイル
１ａ 第１検出用コイル
１ｂ 第２検出用コイル
２，１０２ 励磁用コイル
２ａ 第１励磁用コイル
２ｂ 第２励磁用コイル
３ 発振器
４ ブリッジ回路
５０ 検査対象
５１ 傷
６０ ホルダ
Ｃ１１〜Ｃ１６，Ｃ２１〜Ｃ２６ コイル
Ｗ１１〜Ｗ１６，Ｗ２１〜Ｗ２６ 電線
ＣＬ１，ＣＬ２ 対称中心線
ＥＣ，ＥＣ１，ＥＣ２ 渦電流
Ｆ１１，Ｆ１３ 鎖交磁束
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 検出感度分布曲線
Ｏ 対称中心
Ｘ 列方向
Ｙ 行方向

Claims (7)

1. 渦電流探傷プローブであって、
   前記渦電流探傷プローブは、所定の方向に複数ユニット配列されるプローブユニットを備え、
   前記プローブユニットは、
   点対称に並べられ、各々が、交流磁場を発生させて検査対象に渦電流を生じさせる同一の第１励磁用コイルと第２励磁用コイルとを備える励磁用コイルと、
   点対称に並べられ、差動接続される同一の第１検出用コイルと第２検出用コイルとを備える検出用コイルと、を備え、
   前記励磁用コイルと前記検出用コイルは同一面上に並べられ、
   前記第１検出用コイルと前記第２検出用コイルの第１対称中心と、前記第１検出用コイル上および前記第２検出用コイル上と、前記第１検出用コイルの中心と前記第２検出用コイルの中心と、を通る第１中心線と、前記第１励磁用コイルと前記第２励磁用コイルの第２対称中心と、前記第１励磁用コイル上および前記第２励磁用コイル上と、前記第１励磁用コイルの中心と前記第２励磁用コイルの中心と、を通る第２中心線とが、直交するように、前記第１検出用コイル、前記第２検出用コイル、前記第１励磁用コイル及び前記第２励磁用コイルが配置され、
   前記第１励磁用コイルと前記第２励磁用コイルの各々が生じさせる渦電流の流れが互いに逆向きであり、
   前記渦電流が合成された渦電流は、前記第１中心線に沿って生じ、
   前記第１中心線上の前記第１対称中心と、前記第２中心線上の前記第２対称中心とが、前記同一面に向けて平面視して、一致する、
   ことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
2. 前記第１励磁用コイル及び前記第２励磁用コイル、及び、前記第１検出用コイル及び前記第２検出用コイルが、平面視形状が矩形のコイルからなる、
   請求項１に記載の渦電流探傷プローブ。
3. 前記第１励磁用コイルと前記第２励磁用コイルの各々が生じさせる前記渦電流が合成された前記渦電流の向きは、
   前記第１中心線の向きと一致する、
   請求項１又は請求項２に記載の渦電流探傷プローブ。
4. 前記第１励磁用コイル、前記第２励磁用コイル、前記第１検出用コイル及び前記第２検出用コイルの全てが同一のコイルからなる、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の渦電流探傷プローブ。
5. 前記第１検出用コイル及び前記第２検出用コイルの各々に、互いに逆向きの鎖交磁束が作用する、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の渦電流探傷プローブ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の渦電流探傷プローブを用いて検査対象を探傷する方法であって、
   前記第１励磁用コイルと前記第２励磁用コイルに交流電流を供給することで、検査対象に渦電流を生じさせる渦電流生成ステップと、
   前記第１検出用コイルと前記第２検出用コイルの各相互間で前記渦電流によって生じる電圧差に基づいて前記検査対象の傷の有無を検出する検出ステップと、を備える探傷処理を、
   複数の前記プローブユニットの配列の順に実行する、
   ことを特徴とする渦電流探傷方法。
7. 前記第１励磁用コイル、前記第２励磁用コイル、前記第１検出用コイル及び前記第２検出用コイルの全てが同一のコイルからなり、
   先行する前記プローブユニットについて前記探傷処理を行った後に、
   後続の前記プローブユニットについて前記探傷処理を行う際に、
   先行する前記探傷処理の際に励磁用として機能した前記励磁用コイルは、後続の前記探傷処理の際には検出用として機能させ、また、
   先行する前記探傷処理の際に検出用として機能した前記検出用コイルは、後続の前記探傷処理の際には励磁用として機能させる、
   請求項６に記載の渦電流探傷方法。

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