JP6015954B2 - Electromagnetic induction type inspection apparatus and electromagnetic induction type inspection method - Google Patents

Electromagnetic induction type inspection apparatus and electromagnetic induction type inspection method Download PDF

Info

Publication number
JP6015954B2
JP6015954B2 JP2013183248A JP2013183248A JP6015954B2 JP 6015954 B2 JP6015954 B2 JP 6015954B2 JP 2013183248 A JP2013183248 A JP 2013183248A JP 2013183248 A JP2013183248 A JP 2013183248A JP 6015954 B2 JP6015954 B2 JP 6015954B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplitude
inspection
fundamental wave
electromagnetic induction
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013183248A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015049224A (en
Inventor
敏夫 伊東
敏夫 伊東
Original Assignee
敏夫 伊東
敏夫 伊東
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 敏夫 伊東, 敏夫 伊東 filed Critical 敏夫 伊東
Priority to JP2013183248A priority Critical patent/JP6015954B2/en
Publication of JP2015049224A publication Critical patent/JP2015049224A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6015954B2 publication Critical patent/JP6015954B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、検査対象物の物性的な違い等を高調波の成分比を用いて判定する電磁誘導型検査装置及び電磁誘導型検査方法に関する。   The present invention relates to an electromagnetic induction type inspection apparatus and an electromagnetic induction type inspection method for determining a physical property difference or the like of an inspection object using a harmonic component ratio.

従来から検査対象物を破壊することなく検査等を行う非破壊検査装置として、電磁誘導を利用する渦流探傷検査が知られている。渦流探傷検査は、導電性を有する検査対象物に対し渦電流を誘起させて、当該渦電流の変化を検出することで、検査対象物におけるクラックの検出や、形状、材質、寸法等の差異の検出等を行うものである。しかしながら渦流探傷検査は、電流、磁束の表皮効果作用によって検査対象物の深部までは渦電流が浸透せず、深部の情報までは得ることが難しいという課題が有り、また、渦電流法では、検査対象物の表面状態や、検査対象物と検査センサ間の距離(リフトオフ)が検出感度に大きく影響を与えるという課題も有している。   2. Description of the Related Art Conventionally, eddy current inspection using electromagnetic induction is known as a nondestructive inspection apparatus that performs inspection without destroying an inspection object. In eddy current flaw inspection, an eddy current is induced in a test object having conductivity and a change in the eddy current is detected to detect cracks in the test object and to detect differences in shape, material, dimensions, etc. It performs detection and the like. However, eddy current flaw inspection has the problem that eddy current does not penetrate to the deep part of the inspection object due to the skin effect effect of current and magnetic flux, and it is difficult to obtain information on the deep part. There is also a problem that the surface state of the object and the distance between the inspection object and the inspection sensor (lift-off) greatly affect the detection sensitivity.

そこで、電磁誘導を利用する電磁誘導型検査装置として、交流電流により同等の磁力線をもつ対の交流磁場を形成し、対の交流磁場の内の一方に導電性の被検査物(検査対象物)を配置して検査を行うものがある(特許文献1参照)。特許文献1の電磁誘導型検査装置では、対の交流磁場間で電磁誘導により生じる誘導電流の変化量を示す電気信号を計測し、当該電気信号から透磁率を示す電気信号及び電気抵抗率を示す電気信号を検出してこれら2つの電気信号を合成することにより情報を得ることで検査を行う。   Therefore, as an electromagnetic induction type inspection device using electromagnetic induction, a pair of alternating magnetic fields having the same magnetic field lines are formed by alternating current, and a conductive object to be inspected (inspection object) in one of the pair of alternating magnetic fields. There is one in which inspection is performed by arranging (see Patent Document 1). In the electromagnetic induction type inspection apparatus of Patent Document 1, an electrical signal indicating the amount of change in induced current caused by electromagnetic induction is measured between a pair of alternating magnetic fields, and an electrical signal indicating electrical permeability and electrical resistivity are indicated from the electrical signal. An inspection is performed by obtaining information by detecting an electrical signal and combining these two electrical signals.

この特許文献1の電磁誘導型検査装置は、透磁率及び電気抵抗率を検出して合成することで、被検査物の磁気的な特性と電気的な特性とを含む信号波形の情報により表面だけでなく内部についても正確に、かつ、精度の高い検査を可能と称している。
具体的には、特許文献1に記載の技術は、計測して得られた電気信号の位相及び振幅を透磁率及び電気抵抗率を示す電気信号としており、これらの電気信号と標準試料(正常な被検査物)の検査結果と比較することで判定を行っている。
The electromagnetic induction type inspection apparatus disclosed in Patent Document 1 detects and synthesizes magnetic permeability and electrical resistivity, so that only the surface is obtained based on signal waveform information including magnetic characteristics and electrical characteristics of the object to be inspected. Not only that, it is said that the inside can be accurately and highly accurately inspected.
Specifically, the technique described in Patent Document 1 uses the phase and amplitude of an electric signal obtained by measurement as an electric signal indicating permeability and electric resistivity, and these electric signals and standard samples (normal samples) Judgment is made by comparing with the inspection result of the inspection object).

特開平8−54375号公報JP-A-8-54375

しかしながら、特許文献1のように電気信号の位相及び振幅等から被検査物と標準試料との比較による検査を正確に行う為には再現性が要求され、特に電気的には信号の値の再現性が不可欠となり、その再現性を確保する為には励磁電流すなわち交流磁場の安定性が要求される。そのため、例えば励磁電流の定電流化又は交流磁場から誘導電流を検知してフィードバック制御し磁場の安定化を図ることが必要となる。また、被検査物の検査位置や配置姿勢等によっても検知される結果が変化する為に、被検査物の検査位置や配置姿勢にも正確性、再現性が要求される。   However, as in Patent Document 1, reproducibility is required in order to accurately perform inspection by comparing the object to be inspected with a standard sample from the phase and amplitude of the electric signal, and particularly in terms of electrically reproducing the signal value. In order to ensure the reproducibility, the stability of the excitation current, that is, the alternating magnetic field is required. Therefore, for example, it is necessary to stabilize the magnetic field by making the excitation current constant or detecting the induced current from an alternating magnetic field and performing feedback control. In addition, since the detection result changes depending on the inspection position and orientation of the inspection object, accuracy and reproducibility are required for the inspection position and arrangement orientation of the inspection object.

また、特許文献1において電気信号の位相及び振幅を透磁率及び電気抵抗率を示す電気信号と定義しているように、検知した電気信号を定義付けすることにより、定義付けに適合した調整手段も重要となる。また、同様にコイルの構成にも定義付けに適合した信号を取り出すための工夫が必要となる。さらに交流磁場を検知するセンサ部と被検査物との間には、位置関係の他に、被検査物の表面の状態、物理的な大きさ、移動速度等様々な要素が計測の精度や再現性に影響を与えることとなる。   In addition, as defined in Patent Document 1, the phase and amplitude of an electric signal is defined as an electric signal indicating magnetic permeability and electric resistivity, so that an adjustment means adapted to the definition is defined by defining the detected electric signal. It becomes important. Similarly, it is necessary to devise to extract a signal that conforms to the definition of the coil configuration. In addition to the positional relationship, various factors such as the surface condition, physical size, and movement speed of the inspection object are measured and reproduced between the sensor unit that detects the alternating magnetic field and the inspection object. Will affect sex.

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、前述した様な磁気的且つ位置的な高い再現性を必要とすることなく、より正確に検査対象物の検査を行うことが可能な電磁誘導型検査装置及び電磁誘導型検査方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to provide a more accurate inspection object without requiring high magnetic and positional reproducibility as described above. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic induction type inspection apparatus and an electromagnetic induction type inspection method capable of performing the above inspection.

(装置の発明)
交流磁場に導電性の検査対象物を配置して電磁誘導による当該交流磁場の変化を検出することで当該検査対象物の検査を行う電磁誘導型検査装置であって、前記交流磁場を生成する励磁コイルと、前記検査対象物によって変化した交流磁場を検知する検知コイルと、前記検知コイルにより検知された電気信号の波形を基本波と複数の高調波成分とに分解する解析手段と、前記解析手段により分解された前記基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された振幅比と、予め記憶されている前記検査対象物の基準となる基準物の基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比とを比較して前記検査対象物の判定を行う判定手段と、を備えることを特徴としている。
(Invention of the device)
An electromagnetic induction type inspection apparatus for inspecting an inspection object by arranging a conductive inspection object in an alternating magnetic field and detecting a change in the alternating magnetic field due to electromagnetic induction, and generating the alternating magnetic field A coil, a detection coil for detecting an alternating magnetic field changed by the inspection object, an analysis means for decomposing a waveform of an electric signal detected by the detection coil into a fundamental wave and a plurality of harmonic components, and the analysis means The calculation means for calculating the amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave decomposed by the above and the amplitude of each harmonic component, the amplitude ratio calculated by the calculation means, and the inspection object stored in advance And determining means for determining the inspection object by comparing the amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave of the reference object serving as a reference and each of the harmonic components.

前記算出手段は、前記解析手段により分解された基本波及び各高調波成分のうち、検査に必要な第n次までの高調波成分を選出して、この選出した基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との各振幅比を算出し、前記判定手段は、前記算出手段により算出された各振幅比と、予め記憶されている前記基準物の基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との各振幅比とを比較して前記検査対象物の判定を行う。   The calculation means selects the harmonic components up to the nth order necessary for the inspection from the fundamental wave and each harmonic component decomposed by the analysis means, and selects the amplitude of each selected fundamental wave and each harmonic. Each amplitude ratio with each amplitude of the component is calculated, and the determination unit calculates the amplitude ratio calculated by the calculation unit, the amplitude of the fundamental wave of the reference object stored in advance, and each harmonic component. The inspection object is determined by comparing each amplitude ratio with each amplitude.

前記判定手段は、前記基準物の各振幅比についてそれぞれ所定の評価範囲を設定しておき、前記算出手段により算出された振幅比が、対応する前記基準物における振幅比の評価範囲内にあるか否かを比較することで、前記検査対象物の判定を行う。   The determination means sets a predetermined evaluation range for each amplitude ratio of the reference object, and whether the amplitude ratio calculated by the calculation means is within the evaluation range of the amplitude ratio of the corresponding reference object. The inspection object is determined by comparing whether or not.

(方法の発明)
また、本発明に係る電磁誘導型検査方法は、交流磁場に導電性の検査対象物を配置して電磁誘導による当該交流磁場の変化を検出することで当該検査対象物の検査を行う電磁誘導型検査方法であって、励磁コイルにより前記交流磁場を生成する交流磁場生成ステップと、検知コイルにより前記検査対象物を介して変化した交流磁場を検知する交流磁場検知ステップと、前記検知コイルにより検知された電気信号の波形を基本波と複数の高調波成分とに分解する解析ステップと、前記分解された基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比を算出する算出ステップと、前記算出ステップにて算出された振幅比と、予め記憶されている前記検査対象物の基準となる基準物の基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比とを比較して前記検査対象物の判定を行う判定ステップと、を有することを特徴としている。
(Invention of method)
Moreover, the electromagnetic induction type inspection method according to the present invention is an electromagnetic induction type in which an inspection object is inspected by arranging a conductive inspection object in an alternating magnetic field and detecting a change in the alternating magnetic field due to electromagnetic induction. An inspection method comprising: an alternating magnetic field generating step for generating the alternating magnetic field by an exciting coil; an alternating magnetic field detecting step for detecting an alternating magnetic field changed through the inspection object by a detection coil; and the detection coil detecting the alternating magnetic field. An analysis step for decomposing the waveform of the electrical signal into a fundamental wave and a plurality of harmonic components; a calculation step for calculating an amplitude ratio between the amplitude of the decomposed fundamental wave and each of the harmonic components; The amplitude ratio calculated in the calculation step, and the amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave of the reference object serving as the reference of the inspection object stored in advance and the amplitude of each harmonic component, It is characterized by having, a determining step of determining the inspection object compared.

前記算出ステップでは、前記解析ステップにて分解された基本波及び各高調波成分のうち、検査に必要な第n次までの高調波成分を選出して、この選出した基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比を算出し、前記判定ステップでは、前記算出ステップにて算出された各振幅比と、予め記憶されている前記基準物の基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比とを比較して前記検査対象物の判定を行う。   In the calculation step, out of the fundamental wave and each harmonic component decomposed in the analysis step, harmonic components up to the nth order necessary for the inspection are selected, and the amplitude and each harmonic of the selected fundamental wave are selected. An amplitude ratio with each amplitude of the wave component is calculated, and in the determination step, each amplitude ratio calculated in the calculation step, the amplitude of the fundamental wave of the reference object stored in advance, and each harmonic component The inspection object is determined by comparing the amplitude ratios with the respective amplitudes.

基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比の算出は、(基本波の振幅値):(第2高調波の振幅値)、(基本波の振幅値):(第3高調波の振幅値)、・・・(基本波の振幅値):(第n高調波の振幅値)、を求めることであり、振幅比の算出手法は、基本波振幅値÷第n高調波振幅値、又は、第n高調波振幅値÷基本波振幅値のいずれかの適合となるが、第n高調波振幅値÷基本波振幅値を基本とするのが好ましい。また第n高調波の「n」(nは2以上の整数)の値をいくつまでにするかは、そのときのシステムの目的に適合させるのが好ましい。   The calculation of the amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave and each of the harmonic components is as follows: (amplitude value of the fundamental wave): (amplitude value of the second harmonic wave), (amplitude value of the fundamental wave): (third (Amplitude value of harmonic),... (Amplitude value of fundamental wave): (Amplitude value of nth harmonic), and the method of calculating the amplitude ratio is fundamental wave amplitude value / nth harmonic. Either the amplitude value or the nth harmonic amplitude value ÷ fundamental wave amplitude value is adapted, but it is preferable that the nth harmonic amplitude value ÷ fundamental wave amplitude value be the basis. Further, it is preferable that the maximum value of “n” (n is an integer of 2 or more) of the nth harmonic is adapted to the purpose of the system at that time.

前記判定ステップでは、前記基準物の各振幅比についてそれぞれ所定の評価範囲を設定しておき、前記算出ステップにて算出された各振幅比が、対応する前記基準物の各振幅比の評価範囲内にあるか否かを比較することで、前記検査対象物の判定を行う。   In the determination step, a predetermined evaluation range is set for each amplitude ratio of the reference object, and each amplitude ratio calculated in the calculation step is within an evaluation range of each amplitude ratio of the corresponding reference object. The inspection object is determined by comparing whether or not it exists.

上記手段を用いる本発明によれば、励磁コイルにより交流磁場を発生させ、検知コイルにより検査対象物を介して変化した交流磁場を検知し、当該交流磁場を示す交流信号を基本波と複数の高調波成分とに分解することで、当該交流信号の波形の歪みを含め、基本波と高調波成分ごとに分けて定量化する。そして、特に検査の評価・判定に関わる必要な高調波成分を選出し、基本波と選出した各高調波成分との振幅比を算出して、予め記憶されている前記検査対象物の基準となる振幅比とを比較することで検査対象物の評価・判定を行う。   According to the present invention using the above means, an alternating magnetic field is generated by an excitation coil, an alternating magnetic field changed through an inspection object is detected by a detection coil, and an alternating current signal indicating the alternating magnetic field is converted into a fundamental wave and a plurality of harmonics. By breaking down into wave components, the waveform is quantified separately for each fundamental wave component and harmonic component, including distortion of the waveform of the AC signal. Then, necessary harmonic components particularly related to the evaluation / determination of the inspection are selected, the amplitude ratio between the fundamental wave and each selected harmonic component is calculated, and becomes the reference of the inspection object stored in advance. The inspection object is evaluated and judged by comparing the amplitude ratio.

検知コイルにより検知される交流信号は検査対象物により波形に歪みを生じる。この歪成分を含め、基本波と各高調波成分とに分解し、基本波と各高調波成分との振幅比を用いることによって、コイルの巻き斑による磁界強度の斑や検知感度の斑、また増幅器の増幅度及びこれらに類似するアナログ系の経時変化による感度の変化等の再現性への影響を軽減することができる。これにより検査の精度を容易に安定化させることができる。   The AC signal detected by the detection coil is distorted in the waveform by the inspection object. By disassembling the fundamental wave and each harmonic component, including this distortion component, and using the amplitude ratio between the fundamental wave and each harmonic component, magnetic field strength spots, detection sensitivity spots, It is possible to reduce the influence on the reproducibility such as a change in sensitivity due to a change in the amplification degree of the amplifier and a similar analog system over time. Thereby, the accuracy of the inspection can be easily stabilized.

本発明の一実施形態に係る電磁誘導型検査装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electromagnetic induction inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2(a)は本発明の一実施形態に係るセンサの形状例を示す正面図、図2(b)は図2(a)のA−A線に沿う断面図、図2(c)はセンサの別の形状例を示す正面図、である。2A is a front view showing a shape example of a sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A, and FIG. It is a front view which shows another example of a shape of a sensor. 本発明の一実施形態に係る関連波形として図3(a)は励磁コイルへの交流電流波形fa、図3(b)は検知コイルにおける誘導電流波形f、図3(c)は誘導電流波形を検知信号波形fとし、その周波数成分のうち基本波f1と第2高調波f2と第3高調波f3とに分解した波形、を示す。FIG. 3A shows an alternating current waveform fa to the exciting coil, FIG. 3B shows an induced current waveform f in the detection coil, and FIG. 3C shows an induced current waveform as related waveforms according to an embodiment of the present invention. The detection signal waveform f is shown as a waveform decomposed into a fundamental wave f1, a second harmonic f2, and a third harmonic f3 among the frequency components. 信号波をその基本波及び基本波のn倍の周波数成分をもった各高調波成分の振幅を示す説明図(ここではnを2、3とした場合を例示)である。It is explanatory drawing which shows the amplitude of each harmonic component which has a frequency component of the fundamental wave of the signal wave and the fundamental wave n times (here, the case where n is set to 2 and 3 is illustrated).

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1には本発明の一実施形態に係る電磁誘導型検査装置の全体構成図がブロック図で示されている。図1に示すように、電磁誘導型検査装置1は、大別すると検出部10、算出・解析部20(算出手段、解析手段)、制御部30(判定手段)により構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an electromagnetic induction inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electromagnetic induction type inspection apparatus 1 is roughly composed of a detection unit 10, a calculation / analysis unit 20 (calculation unit, analysis unit), and a control unit 30 (determination unit).

検出部10は電磁誘導により検査対象物Tの電気的・磁気的特性を電気的に検知する部分であり、具体的には発振器11、センサ12、増幅器13により構成されている。
センサ12は、励磁コイル12aと検知コイル12bとからなる。励磁コイル12aは交流電流を受けて励磁して交流磁場を生成し、当該交流磁場内に配置されている検知コイル12bは励磁コイル12aの励磁にともなう電磁誘導により誘導電流及び誘導起電力が生じることで検知を行うものである。検知コイル12bは、交流磁場内に検査対象物Tが存在する場合には、検査対象物Tを介して変化する交流磁場を検知することとなる。
The detection unit 10 is a part that electrically detects the electrical and magnetic characteristics of the inspection target T by electromagnetic induction, and specifically includes an oscillator 11, a sensor 12, and an amplifier 13.
The sensor 12 includes an excitation coil 12a and a detection coil 12b. The exciting coil 12a receives an alternating current and is excited to generate an alternating magnetic field, and the detection coil 12b disposed in the alternating magnetic field generates an induced current and an induced electromotive force due to electromagnetic induction accompanying excitation of the exciting coil 12a. Detection is performed with The detection coil 12b detects an alternating magnetic field that changes via the inspection target T when the inspection target T exists in the alternating magnetic field.

センサ12の形状は検査対象物Tに応じて設定されるものである。例えば図2を参照すると、図2(a)にはセンサ形状の一例を示す正面図、図2(b)には図2(a)のA−A線に沿う断面図、図2(c)にはセンサ形状の別例を示す正面図がそれぞれ示されている。
検査対象物Tが棒状である場合には、図2(a)、(b)に示すように、円筒状のセンサ12を用いるのが好ましい。図2(a)、(b)のセンサ12は、磁気抵抗の極めて小さい円筒状のコア(例えば継鉄)12cの外周面に沿って励磁コイル12aが巻回されており、コア12cの内周面に沿って検知コイル12bが巻回されている。このように全体として円筒状をなすセンサ12は、内孔部分に検査対象物Tを挿入し、励磁コイル12aにより交流磁場を発生させて、検知コイル12bにより誘導電流等を検知する。
The shape of the sensor 12 is set according to the inspection object T. For example, referring to FIG. 2, FIG. 2 (a) is a front view showing an example of a sensor shape, FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 (a), and FIG. The front view which shows another example of a sensor shape is shown, respectively.
When the inspection target T is rod-shaped, it is preferable to use a cylindrical sensor 12 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). In the sensor 12 of FIGS. 2A and 2B, an exciting coil 12a is wound along the outer peripheral surface of a cylindrical core (for example, yoke) 12c having a very small magnetic resistance, and the inner periphery of the core 12c. A detection coil 12b is wound along the surface. Thus, the sensor 12 having a cylindrical shape as a whole inserts the inspection object T into the inner hole portion, generates an alternating magnetic field by the excitation coil 12a, and detects an induced current or the like by the detection coil 12b.

センサ12の形状はこれに限られるものではなく検査対象物Tの形状等に合わせたものを用いる。例えば、検査対象物Tが板状であれば、図2(c)に示すような四角筒状のセンサ12’を用いるのが好ましい。コア部分についても継鉄に限られるものではなく、例えばフェライトコアやケイ素鋼等であってもよい。コア部分の形状は筒形状に限られるものではなく、棒状のコアであってよい。特にコア部分を設けない空芯コイルとしたり、コイルを形作るケーシング機能のみのコア部分を設けて磁気的な空芯状態としてもよい。また、励磁コイルと検知コイルの関係はどちらが内側、外側の特定はなくその都度適合させることが肝要である。   The shape of the sensor 12 is not limited to this, and a sensor that matches the shape of the inspection object T or the like is used. For example, if the inspection target T is plate-shaped, it is preferable to use a square cylindrical sensor 12 'as shown in FIG. Also about a core part, it is not restricted to a yoke, For example, a ferrite core, silicon steel, etc. may be sufficient. The shape of the core portion is not limited to the cylindrical shape, and may be a rod-shaped core. In particular, an air core coil without a core portion or a core portion having only a casing function for forming the coil may be provided to form a magnetic air core state. In addition, it is important that the relationship between the excitation coil and the detection coil be matched each time without specifying the inner side and the outer side.

励磁コイル12aと接続されている発振器11は、励磁コイル12aに対し交流電流を供給するものである。当該交流電流は、例えば正弦波電流であり、当該正弦波電流の周波数、振幅は検査対象物Tの特性、形状、検査目的に応じて定められる。
検知コイル12bと接続されている増幅器13は、検知コイル12bにて発生した誘導電流を示す検知信号を、後述する算出・解析部20における処理に必要なレベルに増幅するものである。なお、検知信号を減衰させる場合には、当該増幅器13に代えて減衰器を設けてもよい。増幅器13の入力・出力間においては信号の相似性が保たれていることが必須である。
The oscillator 11 connected to the exciting coil 12a supplies an alternating current to the exciting coil 12a. The AC current is, for example, a sine wave current, and the frequency and amplitude of the sine wave current are determined according to the characteristics, shape, and inspection purpose of the inspection target T.
The amplifier 13 connected to the detection coil 12b amplifies a detection signal indicating an induced current generated in the detection coil 12b to a level necessary for processing in the calculation / analysis unit 20 described later. When the detection signal is attenuated, an attenuator may be provided instead of the amplifier 13. It is essential that signal similarity be maintained between the input and output of the amplifier 13.

算出・解析部20は、検出部10において検知した検知信号の変換、分解処理等を行う部分であり、A/D(アナログ/デジタル)変換器21、記憶部22、信号処理部23により構成されている。検知した波形信号の確定手段として、オシロスコープ等を用いることは一つの方法である。   The calculation / analysis unit 20 is a part that performs conversion, decomposition processing, and the like of the detection signal detected by the detection unit 10, and includes an A / D (analog / digital) converter 21, a storage unit 22, and a signal processing unit 23. ing. It is one method to use an oscilloscope or the like as a means for determining the detected waveform signal.

増幅器13と接続されているA/D変換器21は、増幅器13からアナログの交流信号として入力されるデータをデジタルデータに変換(量子化)するものである。A/D変換器21としては、例えば逐次比較型高速A/D変換器を用いる。
A/D変換器21と接続されている記憶部22は、A/D変換器21において変換されたデジタルデータを一時的に記憶するものである。また、記憶部22は、他の部(後述する信号処理部23、判定部31、設定部33等)の記憶部としても用いられる。
The A / D converter 21 connected to the amplifier 13 converts (quantizes) data input as an analog AC signal from the amplifier 13 into digital data. As the A / D converter 21, for example, a successive approximation type high-speed A / D converter is used.
A storage unit 22 connected to the A / D converter 21 temporarily stores the digital data converted by the A / D converter 21. The storage unit 22 is also used as a storage unit of other units (a signal processing unit 23, a determination unit 31, a setting unit 33, and the like described later).

記憶部22と接続されている信号処理部23は、記憶部22に記憶されたデジタルデータを演算処理するものである。具体的には信号処理部23は、入力されたデジタルデータをFFT(Fast Fourier Transform)処理(フーリエ級数展開を目的とした処理)して、基本波と複数の高調波成分とに分解する。FFT処理を用いることは、高調波成分の分解を高速に行うことを目的としている。   The signal processing unit 23 connected to the storage unit 22 performs arithmetic processing on the digital data stored in the storage unit 22. Specifically, the signal processing unit 23 performs FFT (Fast Fourier Transform) processing (processing for the purpose of Fourier series expansion) to decompose the input digital data into a fundamental wave and a plurality of harmonic components. The purpose of using FFT processing is to perform high-speed decomposition of harmonic components.

続いて制御部30は、算出・解析部20において分解された基本波と各高調波成分に基づき検査対象物Tの判定や評価を行うとともに、得られた結果や設定操作に応じて各種装置の設定等を行う部分であり、判定部31、表示部32、設定部33、操作部34、電源部35、及び入出力部36により構成されている。制御部30は、具体的にはハード機構やソフト面の充実、且つコストパフォーマンスの点からもパーソナルコンピュータを用いるのがより効率的である。   Subsequently, the control unit 30 determines and evaluates the inspection target T based on the fundamental wave and each harmonic component decomposed in the calculation / analysis unit 20, and the various devices according to the obtained results and setting operations. This is a part for performing setting and the like, and includes a determination unit 31, a display unit 32, a setting unit 33, an operation unit 34, a power supply unit 35, and an input / output unit 36. Specifically, it is more efficient to use a personal computer for the control unit 30 in terms of enhancement of hardware mechanisms and software and cost performance.

信号処理部23と接続されている判定部31は、信号処理部23において分解された基本波と複数の高調波成分のうち、検査に必要な高調波成分を選出して、選出したそれぞれの高調波成分の振幅と基本波の振幅との振幅比を算出する。判定部31には、予め検査対象物Tと同種の基準物となり得る試料体に対して同等の計測・検査を行っておき、基準物における各種データがマスターデータとして保存されている。このマスターデータには基準物における基本波と各高調波成分との各振幅比も含まれており、判定部31はマスターデータの各振幅比と今回検出した検査対象物Tの対応する各振幅比とを比較することで、基準物と検査対象物Tとの差異を判定する。この判定は、例えば基準物の各振幅比についてそれぞれ所定の評価範囲を設定しておき、検査対象物Tの各振幅比が対応する基準物の各振幅比の評価範囲内にあるか否かを比較することで行う。   The determination unit 31 connected to the signal processing unit 23 selects a harmonic component necessary for the inspection among the fundamental wave and the plurality of harmonic components decomposed in the signal processing unit 23, and selects each selected harmonic. An amplitude ratio between the amplitude of the wave component and the amplitude of the fundamental wave is calculated. The determination unit 31 performs in advance the same measurement / inspection on a sample body that can be the same type of reference object as the inspection object T, and various data in the reference object are stored as master data. This master data also includes each amplitude ratio between the fundamental wave and each harmonic component in the reference object, and the determination unit 31 determines each amplitude ratio of the master data and each amplitude ratio corresponding to the inspection target T detected this time. And the difference between the reference object and the inspection object T is determined. In this determination, for example, a predetermined evaluation range is set for each amplitude ratio of the reference object, and whether each amplitude ratio of the inspection target T is within the evaluation range of each amplitude ratio of the corresponding reference object is determined. This is done by comparing.

判定部31と接続されている表示部32は、判定部31に入力される検査対象物Tにおける基本波と複数の高調波成分の波形や振幅比、基準物のマスターデータ、及び判定結果等を表示するものである。
また、判定部31と接続されている設定部33は、判定部31における判定結果等を受けて発振器11、増幅器13、A/D変換器21、記憶部22、信号処理部23等の各部間等の制御を行う。設定部33は、検査対象物Tに対し再度検査を行う場合にはより適した条件に調整したり、段階的な検査を行う場合には次の検査条件を設定したりする。
The display unit 32 connected to the determination unit 31 displays the waveforms and amplitude ratios of the fundamental wave and the plurality of harmonic components in the inspection target T input to the determination unit 31, master data of the reference object, determination results, and the like. To display.
In addition, the setting unit 33 connected to the determination unit 31 receives the determination result in the determination unit 31 and the like between the oscillator 11, the amplifier 13, the A / D converter 21, the storage unit 22, the signal processing unit 23, and the like. Etc. are controlled. The setting unit 33 adjusts to a more suitable condition when the inspection target T is inspected again, or sets the next inspection condition when performing the stepwise inspection.

また設定部33は、操作部34とも接続されており、操作部34の操作に応じて計測・制御のための各種運転パラメータの設定及び変更が可能となる。そして、設定部33は設定した条件に応じて発振器11並びに各部間を制御する。さらに、電源部35は各種装置への電力供給を行う。
判定部31及び設定部33に接続されている入出力部36は、外部機器の信号の授受を行う。この信号には判定結果の出力、外部状態信号の入力等がある。
The setting unit 33 is also connected to the operation unit 34, and various operation parameters for measurement and control can be set and changed according to the operation of the operation unit 34. And the setting part 33 controls the oscillator 11 and each part according to the set conditions. Furthermore, the power supply unit 35 supplies power to various devices.
The input / output unit 36 connected to the determination unit 31 and the setting unit 33 exchanges signals with external devices. This signal includes a determination result output, an external state signal input, and the like.

以下、このように構成された電磁誘導型検査装置1による検査方法について説明する。
検査対象物Tは、鉄、又は非鉄等で導電性を有するものを主体とするものであり、センサ12内に配置される。検査対象物Tの配置位置は検知コイル12bにより検知される誘導電流(検知信号)の値が最も顕著な位置に配置することが好ましく、例えば前述の図2(a)、(b)に示したような円筒状のセンサ12の場合は、内孔の中央位置に検査対象物Tを配置するのが好ましい。或いは、検査対象物Tとセンサ12との位置関係は相対的に移動させながら連続的に検査を行ってもよい。このような場合には、検知信号の振幅の最大時のデータを検査対象物の検査値とする手法が良策である。
Hereinafter, an inspection method using the electromagnetic induction inspection apparatus 1 configured as described above will be described.
The inspection object T is mainly composed of iron or non-ferrous metal having conductivity, and is disposed in the sensor 12. It is preferable to arrange the inspection object T at a position where the value of the induced current (detection signal) detected by the detection coil 12b is most remarkable, for example, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). In the case of such a cylindrical sensor 12, it is preferable to arrange the inspection object T at the center position of the inner hole. Alternatively, the inspection target T and the sensor 12 may be continuously inspected while relatively moving the positional relationship between them. In such a case, a technique that uses the data at the maximum amplitude of the detection signal as the inspection value of the inspection object is a good measure.

検査対象物Tの設置後、発振器11において図3(a)に示すような、正弦波の交流電流(交流信号)faを励磁コイル12aに供給して交流磁場を発生させる(交流磁場生成ステップ)。この交流磁場内にある検知コイル12bは電磁誘導により誘導電流等が生じるが、交流磁場内にある検査対象物Tの影響を受けることで、例えば図3(b)に示すように歪んだ誘導電流の波形fを検知する(交流磁場検知ステップ)。そして、増幅器13において検知コイル12bで検知した信号波形を増幅し、A/D変換器21においてアナログの当該波形をデジタルデータに変換(量子化)し、記憶部22において当該デジタルデータとして記憶する。   After the inspection object T is installed, the oscillator 11 supplies a sinusoidal AC current (AC signal) fa as shown in FIG. 3A to the exciting coil 12a to generate an AC magnetic field (AC magnetic field generation step). . The detection coil 12b in the alternating magnetic field generates an induced current or the like by electromagnetic induction, but is distorted as shown in FIG. 3B due to the influence of the inspection object T in the alternating magnetic field. Is detected (AC magnetic field detection step). Then, the amplifier 13 amplifies the signal waveform detected by the detection coil 12b, the A / D converter 21 converts (quantizes) the analog waveform into digital data, and stores the digital data in the storage unit 22 as the digital data.

次に、信号処理部23は記憶部22に記憶されている波形fを示すデジタルデータをFFT処理により、基本波と各高調波成分とに分解する(解析ステップ)。例えば本実施形態では図3(b)の波形fが、図3(c)に示すようにf=f1+f2+f3となる基本波成分f1、第2高調波成分f2、第3高調波成分f3の3つの成分に分解されたものの合成波と同じであることを意味する。図4は、検知信号波fに対する基本波f1、第2高調波f2、第3高調波f3を周波数軸上に別記した概念図である。   Next, the signal processing unit 23 decomposes the digital data indicating the waveform f stored in the storage unit 22 into a fundamental wave and each harmonic component by FFT processing (analysis step). For example, in this embodiment, the waveform f in FIG. 3B has three fundamental wave components f1, second harmonic component f2, and third harmonic component f3 where f = f1 + f2 + f3 as shown in FIG. 3C. It means that it is the same as the composite wave of the component decomposed. FIG. 4 is a conceptual diagram in which the fundamental wave f1, the second harmonic f2, and the third harmonic f3 with respect to the detection signal wave f are separately described on the frequency axis.

続いて、判定部31は、各周波数成分ごとのf1〜f3の振幅A1〜A3間の振幅の比を算出する(算出ステップ)。例えば基本波成分f1の振幅A1を基準とし、A1:A2、A1:A3というように基本波f1と第2高調波成分f2、第3高調波成分f3との振幅比をそれぞれ算出する。判定部31は、算出した各振幅比に対応して、予めマスターデータとして基準物の基本波と各高調波成分fm1〜fm3の各振幅Am1〜Am3との比(振幅比)Am1:Am2、Am1:Am3が保存されており、当該基準物における振幅比Am1:Am2、Am1:Am3と検査対象物Tの振幅比A1:A2、A1:A3とをそれぞれ比較して、判定を行う(判定ステップ)。ここで判定部31は、基準物における各振幅比についてそれぞれ所定の評価範囲を設定しておき、検査対象物Tの各振幅比が、対応する基準物の各振幅比の評価範囲内にあるか否かを比較する。判定部31は、比較した結果、両者の振幅比が一致又は所定の評価範囲内であるかの判定を行い、判定結果を表示部32及び入出力部36に出力する。   Subsequently, the determination unit 31 calculates an amplitude ratio between the amplitudes A1 to A3 of f1 to f3 for each frequency component (calculation step). For example, using the amplitude A1 of the fundamental wave component f1 as a reference, the amplitude ratios of the fundamental wave f1, the second harmonic component f2, and the third harmonic component f3 are calculated as A1: A2 and A1: A3, respectively. The determination unit 31 corresponds to the calculated amplitude ratios in advance as ratios (amplitude ratios) Am1: Am2, Am1 of the fundamental wave of the reference object and the amplitudes Am1 to Am3 of the harmonic components fm1 to fm3 as master data. : Am3 is stored, and the amplitude ratios Am1: Am2, Am1: Am3 in the reference object are compared with the amplitude ratios A1: A2, A1: A3 of the inspection object T, respectively, and a determination is made (determination step). . Here, the determination unit 31 sets a predetermined evaluation range for each amplitude ratio in the reference object, and whether each amplitude ratio of the inspection target T is within the evaluation range of each amplitude ratio of the corresponding reference object. Compare whether or not. As a result of the comparison, the determination unit 31 determines whether the amplitude ratio of the two is the same or within a predetermined evaluation range, and outputs the determination result to the display unit 32 and the input / output unit 36.

表示部32は、判定部31からの信号により必要且つ明瞭な表現方法により他の情報を含めながら表示する。
入出力部36は、判定部31からの信号に基づき外部機器へ主として判定結果の良否を出力する。なお、本実施形態では分解した基本波と高調波成分f1〜f3を選出しているが、基本波と検査に必要な高調波成分を選出することが好ましい。
The display unit 32 displays the signal from the determination unit 31 while including other information in a necessary and clear expression method.
The input / output unit 36 mainly outputs the quality of the determination result to the external device based on the signal from the determination unit 31. In the present embodiment, the decomposed fundamental wave and the harmonic components f1 to f3 are selected, but it is preferable to select the fundamental wave and the harmonic components necessary for the inspection.

前記の振幅比により評価することは、電気信号の電圧値を絶対評価する場合とは異なり、相似形の波形であれば電圧値の大小にかかわらず基本波と各高調波間との比は同一となることを、波形の評価方法としている。これは、電圧値の大小、即ち計測時の再現性に依存する必要性が軽減される。   The evaluation based on the amplitude ratio is different from the absolute evaluation of the voltage value of the electric signal, and the ratio between the fundamental wave and each harmonic is the same regardless of the magnitude of the voltage value if the waveform is similar. This is the waveform evaluation method. This reduces the necessity of depending on the magnitude of the voltage value, that is, the reproducibility at the time of measurement.

設定部33は、判定部31での判定結果情報又は操作部34からの操作情報を受け、各構成部等に対し、検査対象物Tに適した検査を再度行うためにより適合した条件に調整したり、段階的な検査を行う場合には次の検査条件を設定したりする。例えば、検査対象物Tの誘導電流に対する磁束の浸透度は、周波数に依存する表皮効果によって決まることから、逆に浸透度を変化させ、深さに対応した検査を目的とする場合には、予め必要に応じた周波数及び振幅値を設定しておき、又は周波数等を段階的に変化させる場合にも必要な値を設定しておき、それらに対応した制御を行い、且つ、その制御下における信号波形の基本波と各高調波毎の振幅比を求めることができ、それに必要な発振器制御を行う。この他にも設定部33は、増幅器13における信号の増幅度、A/D変換器21による変換の精度やタイミング、信号処理部23における波形の解析処理のタイミング、判定部31への判定情報の伝達と判定タイミング等の制御を行う。   The setting unit 33 receives the determination result information from the determination unit 31 or the operation information from the operation unit 34, and adjusts each component unit or the like to a more suitable condition in order to perform an inspection suitable for the inspection target T again. In the case of performing stepwise inspection, the following inspection conditions are set. For example, since the permeability of the magnetic flux with respect to the induced current of the inspection target T is determined by the skin effect depending on the frequency, when the penetration is changed and the inspection corresponding to the depth is intended, Set the frequency and amplitude values as needed, or set the necessary values even when changing the frequency step by step, perform control corresponding to them, and the signals under that control The amplitude ratio of the fundamental wave and each harmonic can be obtained, and the necessary oscillator control is performed. In addition to this, the setting unit 33 includes the amplification degree of the signal in the amplifier 13, the accuracy and timing of the conversion by the A / D converter 21, the timing of the waveform analysis processing in the signal processing unit 23, and the determination information to the determination unit 31. Control transmission and judgment timing.

以上のような本実施形態に係る電磁誘導型検査装置1は、具体的には検査対象物Tの材質の識別、焼き入れの識別や損傷の判定、表面や内部の探傷、その他品質管理等に適応することが可能である。つまり、検査対象物Tは、鉄損(例えばヒステリシス損、渦電流損失)が明らかに発生するもの、磁気的に透磁率の計測が可能となり得るものが好ましい。例えば、工業製品の高周波焼き入れでの焼入層の深さ、焼き入れの有無の判定に適用可能であり、また、フィライトの様な粉末の圧縮焼結品、粉末焼結合金等における粉末量、圧縮後の欠損、焼結後の焼入状況、欠損状況等の工程中の品質管理にも適用可能である。さらには、加工後の表面、内部の探傷等にも適用可能である。   Specifically, the electromagnetic induction type inspection apparatus 1 according to the present embodiment as described above is used for identification of the material of the inspection object T, identification of quenching and determination of damage, surface and internal flaw detection, and other quality control. It is possible to adapt. That is, it is preferable that the inspection target T is one in which iron loss (for example, hysteresis loss, eddy current loss) clearly occurs, or one that can magnetically measure the magnetic permeability. For example, it is applicable to the determination of the depth of quenching layer in induction hardening of industrial products, the presence or absence of quenching, and the amount of powder in compression sintered products, powder sintered alloys, etc. of powder like philite It can also be applied to quality control during the process, such as chipping after compression, quenching after sintering, and chipping. Furthermore, the present invention can be applied to a processed surface, internal flaw detection, and the like.

このように、本実施形態における電磁誘導型検査装置1では、励磁コイル12aにより交流磁場を発生させ、検知コイル12bにより検査対象物Tを介して変化した交流磁場を検知し、当該交流磁場を示す交流信号波形fを基本波と複数の高調波成分f1〜f3に分解することで、当該交流信号の波形の歪みを基本波及び高調波成分ごとに分別定量化する。そして、基本波と高調波成分f1〜f3の各振幅A1〜A3間における比A1:A2、A1:A3を算出して、予め記憶されている前記検査対象物の基準となる信号波の基本波と各高調波成分の各振幅Am1〜Am3間における比Am1:Am2、Am1:Am3とをそれぞれ比較することで検査対象物Tの判定を行う。なお、高調波のn次成分(本実施形態では3次成分)について何次成分まで取り扱うかはシステムの目的に応じて決定すればよい。   Thus, in the electromagnetic induction type inspection apparatus 1 according to the present embodiment, an alternating magnetic field is generated by the excitation coil 12a, an alternating magnetic field that is changed via the inspection target T is detected by the detection coil 12b, and the alternating magnetic field is shown. By breaking the AC signal waveform f into a fundamental wave and a plurality of harmonic components f1 to f3, the distortion of the waveform of the AC signal is separately quantified for each fundamental wave and harmonic component. Then, ratios A1: A2 and A1: A3 between the amplitudes A1 to A3 of the fundamental wave and the harmonic components f1 to f3 are calculated, and the fundamental wave of the signal wave serving as a reference for the inspection object stored in advance. And the ratios Am1: Am2 and Am1: Am3 between the respective amplitudes Am1 to Am3 of the respective harmonic components are respectively compared to determine the inspection target T. It should be noted that it is only necessary to determine how many of the n-order components of the harmonics (third-order components in the present embodiment) are handled according to the purpose of the system.

電気信号の電圧値の絶対値を評価するものとは異なり、各振幅の比は波形が相似形であれば常に同じ比となることから、本実施形態では波形の歪みを基本波と高調波成分とに分解し、基本波と各高調波成分との振幅比をそれぞれ比較して判定を行うことで、波形の歪みを評価する。これはコイル製作上の均一性や、検査の再現性に大きく寄与することとなり、即ちコイルの巻き斑による磁束の斑、検知感度の斑等を軽減することができる。   Unlike the one that evaluates the absolute value of the voltage value of an electric signal, the ratio of each amplitude is always the same if the waveform is similar, so in this embodiment, the distortion of the waveform is the fundamental and harmonic components. The waveform distortion is evaluated by comparing the amplitude ratio between the fundamental wave and each harmonic component and making a determination. This greatly contributes to uniformity in coil manufacturing and reproducibility of inspection, that is, it is possible to reduce magnetic flux spots and detection sensitivity spots due to coil winding spots.

また、コイルの巻線処理にて物理的な粗密が発生し、これが発生磁場の強弱や均一性を阻害する1つの要因となる。さらにコイル内の磁束は、中心部では密集し、端部では拡散して粗くなっており、中心部と端面部とでは大幅に異なることから、コイル内の磁束密度は均一、一様ではなく、検査対象物の配置位置により検知感度に変化、即ち電圧の絶対値に差異が生じる。これに対し、本実施形態のように波形歪みを評価することで、電圧値の評価に比べ、検知感度の再現性の重要度は軽減される。例えば交流磁場の極度な均一化も必要としなくなる。従って、交流磁場を発生させるための励磁電流の定電流化又は交流磁場から誘導電流を検知して磁場の定量化のためのフィードバック制御の手法も必要としなくなり、電気制御回路側の負担軽減が可能となる。   In addition, physical roughness occurs in the winding process of the coil, which is one factor that hinders the strength and uniformity of the generated magnetic field. Furthermore, the magnetic flux in the coil is dense at the center, diffused and rough at the end, and is greatly different between the center and the end face, so the magnetic flux density in the coil is not uniform and uniform, Depending on the arrangement position of the inspection object, the detection sensitivity changes, that is, the absolute value of the voltage varies. On the other hand, by evaluating the waveform distortion as in the present embodiment, the importance of the reproducibility of the detection sensitivity is reduced as compared with the evaluation of the voltage value. For example, it is not necessary to make the AC magnetic field extremely uniform. This eliminates the need for a constant excitation current for generating an alternating magnetic field or a feedback control method for quantifying the magnetic field by detecting the induced current from the alternating magnetic field, thus reducing the burden on the electric control circuit side. It becomes.

また、検知コイル12bにより検知される交流信号の波形は通常検査対象物の有無に関わらず多少の歪みを持っている。そこで、検査対象物を配置していないときの波形歪みは電磁誘導型検査装置1のシステム固有の歪みとし、これを予め成分計測しておくことによりシステムの固有歪値を確定させておく。そして、検査対象物を配置した時に基本波と高調波成分とに分解した信号により前記固有歪値を除去して検査に必要な信号成分のみを選出することにより、検査精度を向上させることが可能となる。以上のことから、基本波と高調波成分の振幅比と基準物の基本波と高調波成分の振幅比とを比較することにより、精度の高いより正確な検査を行うことが可能となる。   Further, the waveform of the AC signal detected by the detection coil 12b usually has some distortion regardless of the presence or absence of the inspection object. Therefore, the waveform distortion when the inspection object is not arranged is the distortion inherent to the system of the electromagnetic induction inspection apparatus 1, and the inherent distortion value of the system is determined by measuring the component in advance. And, when the inspection object is placed, it is possible to improve the inspection accuracy by selecting only the signal component necessary for inspection by removing the inherent distortion value from the signal decomposed into the fundamental wave and the harmonic component It becomes. From the above, by comparing the amplitude ratio between the fundamental wave and the harmonic component and the amplitude ratio between the fundamental wave and the harmonic component of the reference object, it becomes possible to perform a more accurate inspection with higher accuracy.

以上で本発明に係る電磁誘導型検査装置及び電磁誘導型検査方法についての説明を終えるが、実施形態は上記構成に限られるものではない。図1で示した電磁誘導型検査装置1の構成は一例に過ぎず、各部の位置関係を変えたり、各機能を合わせたりしてもよい。例えば算出・解析部20の記憶部22と信号処理部23と入れ替えたり、記憶部22を設定部33に組み込んだりしてもよい。   Although the description about the electromagnetic induction type inspection apparatus and the electromagnetic induction type inspection method according to the present invention has been completed above, the embodiment is not limited to the above configuration. The configuration of the electromagnetic induction type inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 is merely an example, and the positional relationship between the parts may be changed or the functions may be combined. For example, the storage unit 22 and the signal processing unit 23 of the calculation / analysis unit 20 may be interchanged, or the storage unit 22 may be incorporated in the setting unit 33.

さらに、上記実施形態では、信号処理部においてFFT処理により、入力された交流信号を基本波と高調波成分とに分解しているが、フーリエ級数展開の手法としてはFFT処理に限らず、基本波とそれに基づく高調波成分に定量化できる同等若しくはより効率的な手法が適用可能であればそれらを用いてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the input AC signal is decomposed into a fundamental wave and a harmonic component by FFT processing in the signal processing unit. However, the Fourier series expansion method is not limited to FFT processing, and the fundamental wave. As long as an equivalent or more efficient technique that can be quantified into the harmonic components based thereon is applicable, they may be used.

また、上記実施形態では、信号処理部23が誘導電流の波形fの高調波成分として第2高調波成分f2及び第3高調波成分f3に分解し、これを選出しているが、高調波成分の分解及び選出する高調波成分の数はこれに限られるものではない。信号処理部は、分解された基本波及び各高調波成分のうち、検査に必要な第n次までの高調波成分を選出すればよい。   In the above embodiment, the signal processing unit 23 decomposes the second harmonic component f2 and the third harmonic component f3 as the harmonic components of the waveform f of the induced current and selects them. The number of harmonic components to be decomposed and selected is not limited to this. The signal processing unit may select harmonic components up to the nth order necessary for the inspection from the decomposed fundamental wave and each harmonic component.

また、上記実施形態では、基本波成分f1の振幅A1を基準として、他の高調波成分f2、f3との振幅比A1:A2、A1:A3を算出している。すなわち基本波と各高調波成分間の振幅比を採用しているが、各周波数成分間(基本波、第2高調波、第3高調波、・・・第n高調波)における振幅比を用いるのであれば、これは同形若しくは同種とみなすことができる。   In the above embodiment, the amplitude ratios A1: A2 and A1: A3 with the other harmonic components f2, f3 are calculated based on the amplitude A1 of the fundamental wave component f1. That is, the amplitude ratio between the fundamental wave and each harmonic component is adopted, but the amplitude ratio between each frequency component (fundamental wave, second harmonic, third harmonic,... Nth harmonic) is used. If this is the case, it can be regarded as isomorphic or homogeneous.

1 電磁誘導型検査装置
10 検出部
20 算出・解析部(算出手段、解析手段)
30 制御部(判定手段)
11 発振器
12 センサ
12a 励磁コイル
12b 検知コイル
13 増幅器
21 A/D変換器
22 記憶部
23 信号処理部
31 判定部
32 表示部
33 設定部
34 操作部
35 電源部
36 入出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic induction type inspection apparatus 10 Detection part 20 Calculation / analysis part (calculation means, analysis means)
30 Control unit (determination means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Oscillator 12 Sensor 12a Excitation coil 12b Detection coil 13 Amplifier 21 A / D converter 22 Memory | storage part 23 Signal processing part 31 Determination part 32 Display part 33 Setting part 34 Operation part 35 Power supply part 36 Input / output part

Claims (6)

交流磁場に導電性の検査対象物を配置して電磁誘導による当該交流磁場の変化を検出することで当該検査対象物の検査を行う電磁誘導型検査装置であって、
前記交流磁場を生成する励磁コイルと、
前記検査対象物によって変化した交流磁場を検知する検知コイルと、
前記検知コイルにより検知された電気信号の波形を基本波と複数の高調波成分とに分解する解析手段と、
前記解析手段により分解された前記基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された複数の振幅比と、予め記憶されている前記検査対象物の基準となる基準物の基本波の振幅と前記各高調波成分と対応する各高調波成分のそれぞれの振幅との複数の振幅比とをそれぞれ比較して波形の歪みを評価することにより前記検査対象物の判定を行う判定手段と、を備えることを特徴とする電磁誘導型検査装置。
An electromagnetic induction inspection apparatus that inspects the inspection object by arranging a conductive inspection object in an alternating magnetic field and detecting a change in the alternating magnetic field due to electromagnetic induction,
An exciting coil for generating the alternating magnetic field;
A detection coil for detecting an alternating magnetic field changed by the inspection object;
Analyzing means for decomposing the waveform of the electrical signal detected by the detection coil into a fundamental wave and a plurality of harmonic components;
Calculating means for calculating an amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave decomposed by the analyzing means and the amplitude of each harmonic component;
The plurality of amplitude ratios calculated by the calculation means, the amplitude of the fundamental wave of the reference object serving as the reference of the inspection object stored in advance, and the amplitude of each harmonic component corresponding to each harmonic component A determination means for determining the inspection object by evaluating a waveform distortion by comparing each of the plurality of amplitude ratios with each other .
前記算出手段は、前記解析手段により分解された基本波及び各高調波成分のうち、検査に必要な第n次までの高調波成分を選出して、この選出した基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との各振幅比を算出し、
前記判定手段は、前記算出手段により算出された各振幅比と、予め記憶されている前記基準物の基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との各振幅比とを比較して前記検査対象物の判定を行うことを特徴とする請求項1記載の電磁誘導型検査装置。
The calculation means selects the harmonic components up to the nth order necessary for the inspection from the fundamental wave and each harmonic component decomposed by the analysis means, and selects the amplitude of each selected fundamental wave and each harmonic. Calculate each amplitude ratio with each component amplitude,
The determination means compares each amplitude ratio calculated by the calculation means with each amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave of the reference object and the amplitude of each harmonic component stored in advance. The electromagnetic induction inspection apparatus according to claim 1 , wherein an inspection object is determined.
前記判定手段は、前記基準物の各振幅比についてそれぞれ所定の評価範囲を設定しておき、前記算出手段により算出された振幅比が、対応する前記基準物における振幅比の評価範囲内にあるか否かを比較することで、前記検査対象物の判定を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の電磁誘導型検査装置。 The determination means sets a predetermined evaluation range for each amplitude ratio of the reference object, and whether the amplitude ratio calculated by the calculation means is within the evaluation range of the amplitude ratio of the corresponding reference object. by comparing whether the electromagnetic induction type inspection device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that a determination of the inspection object. 交流磁場に導電性の検査対象物を配置して電磁誘導による当該交流磁場の変化を検出することで当該検査対象物の検査を行う電磁誘導型検査方法であって、
励磁コイルにより前記交流磁場を生成する交流磁場生成ステップと、
検知コイルにより前記検査対象物を介して変化した交流磁場を検知する交流磁場検知ステップと、
前記検知コイルにより検知された電気信号の波形を基本波と複数の高調波成分とに分解する解析ステップと、
前記分解された基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された複数の振幅比と、予め記憶されている前記検査対象物の基準となる基準物の基本波の振幅と前記各高調波成分と対応する各高調波成分のそれぞれの振幅との複数の振幅比とをそれぞれ比較して波形の歪みを評価することにより前記検査対象物の判定を行う判定ステップと、
を有することを特徴とする電磁誘導型検査方法。
An electromagnetic induction inspection method for inspecting an inspection object by arranging a conductive inspection object in an alternating magnetic field and detecting a change in the alternating magnetic field due to electromagnetic induction,
An alternating magnetic field generating step for generating the alternating magnetic field by an exciting coil;
An alternating magnetic field detection step of detecting an alternating magnetic field changed through the inspection object by a detection coil;
An analysis step of decomposing the waveform of the electrical signal detected by the detection coil into a fundamental wave and a plurality of harmonic components;
A calculation step of calculating an amplitude ratio between the amplitude of the decomposed fundamental wave and the amplitude of each harmonic component;
The plurality of amplitude ratios calculated in the calculation step, the amplitude of the fundamental wave of the reference object serving as the reference of the inspection object stored in advance, and each harmonic component corresponding to each harmonic component A determination step of determining the inspection object by evaluating distortion of the waveform by comparing each of a plurality of amplitude ratios with amplitude;
An electromagnetic induction inspection method characterized by comprising:
前記算出ステップでは、前記解析ステップにて分解された基本波及び各高調波成分のうち、検査に必要な第n次までの高調波成分を選出して、この選出した基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比を算出し、
前記判定ステップでは、前記算出ステップにて算出された各振幅比と、予め記憶されている前記基準物の基本波の振幅と各高調波成分のそれぞれの振幅との振幅比とを比較して前記検査対象物の判定を行うことを特徴とする請求項4記載の電磁誘導型検査方法。
In the calculation step, out of the fundamental wave and each harmonic component decomposed in the analysis step, harmonic components up to the nth order necessary for the inspection are selected, and the amplitude and each harmonic of the selected fundamental wave are selected. Calculate the amplitude ratio of each wave component to the amplitude,
In the determination step, the amplitude ratio calculated in the calculation step is compared with the amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave of the reference object stored in advance and the amplitude of each harmonic component. The electromagnetic induction inspection method according to claim 4 , wherein the inspection object is determined.
前記判定ステップでは、前記基準物の各振幅比についてそれぞれ所定の評価範囲を設定しておき、前記算出ステップにて算出された各振幅比が、対応する前記基準物の各振幅比の評価範囲内にあるか否かを比較することで、前記検査対象物の判定を行うことを特徴とする請求項4又は5記載の電磁誘導型検査方法。 In the determination step, a predetermined evaluation range is set for each amplitude ratio of the reference object, and each amplitude ratio calculated in the calculation step is within an evaluation range of each amplitude ratio of the corresponding reference object. by comparing whether the electromagnetic induction type inspection method according to claim 4 or 5, characterized in that the determination of the test object.
JP2013183248A 2013-09-04 2013-09-04 Electromagnetic induction type inspection apparatus and electromagnetic induction type inspection method Expired - Fee Related JP6015954B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013183248A JP6015954B2 (en) 2013-09-04 2013-09-04 Electromagnetic induction type inspection apparatus and electromagnetic induction type inspection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013183248A JP6015954B2 (en) 2013-09-04 2013-09-04 Electromagnetic induction type inspection apparatus and electromagnetic induction type inspection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015049224A JP2015049224A (en) 2015-03-16
JP6015954B2 true JP6015954B2 (en) 2016-10-26

Family

ID=52699342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013183248A Expired - Fee Related JP6015954B2 (en) 2013-09-04 2013-09-04 Electromagnetic induction type inspection apparatus and electromagnetic induction type inspection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6015954B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6424144B2 (en) 2015-06-29 2018-11-14 株式会社荏原製作所 Metal detection sensor and metal detection method using the sensor
CN106248785B (en) * 2016-08-05 2019-08-13 爱德森(厦门)电子有限公司 A kind of automatic eddy-current flaw detecting method of adaptive this bulk noise of base material variation

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6267484A (en) * 1985-09-20 1987-03-27 Asano Yukihiko Method and apparatus for selectively detecting metal
JPH01248050A (en) * 1988-03-29 1989-10-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Leakage flux flaw detector
JP3461781B2 (en) * 2000-03-08 2003-10-27 財団法人発電設備技術検査協会 Method and apparatus for evaluating creep damage of ferromagnetic structure using alternating current magnetization
JP5052381B2 (en) * 2008-03-27 2012-10-17 アイシン高丘株式会社 Cast iron graphite evaluation method and cast iron graphite evaluation apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015049224A (en) 2015-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2707705B1 (en) Surface property inspection device and surface property inspection method
Adewale et al. Decoupling the influence of permeability and conductivity in pulsed eddy-current measurements
EP2480858B1 (en) Eddy current inspection of case hardening depth
Espina-Hernandez et al. Rapid estimation of artificial near-side crack dimensions in aluminium using a GMR-based eddy current sensor
US9304108B2 (en) Quenching depth measurement method and quenching depth measurement apparatus
Huang et al. Measurement of the radius of metallic plates based on a novel finite region eigenfunction expansion (FREE) method
EP3376216B1 (en) Method for eddy-current testing of electrically conductive objects and device for realizing said method
JP2010048723A (en) Reinforcing bar corrosion inspection method and reinforcing bar corrosion inspection apparatus
Nguyen et al. Improved signal interpretation for cast iron thickness assessment based on pulsed eddy current sensing
JP6242155B2 (en) Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method
CN109540053B (en) Single-coil-based method for quickly measuring thickness of metal base material and surface non-metal coating
JP6015954B2 (en) Electromagnetic induction type inspection apparatus and electromagnetic induction type inspection method
JP2009036682A (en) Eddy current sensor, and device and method for inspecting depth of hardened layer
JP6551885B2 (en) Nondestructive inspection device and nondestructive inspection method
JP6378554B2 (en) Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method
CN105319444A (en) Method for assessing conductivity uniformity of conductive material
CN111044604B (en) ACFM single-axis magnetic signal evaluation method
Singh et al. Thickness evaluation of aluminium plate using pulsed eddy current technique
CN112666395A (en) Non-contact metal material conductivity measurement method and system
Yu et al. An approach to ERO problem in displacement eddy current sensor
Ma et al. Complexed shape micro defects inspection by high sensitivity flexible TRT eddy current array
JP2014219329A (en) Inspection sensor of metal part and quality determination method of metal part
Rifai et al. Fuzzy logic error compensation scheme for eddy current testing measurement on mild steel superficial crack
OKA et al. Examination of the inductance method for non-destructive testing in structural metallic material by means of the pancake-type coil
Chady Inspection of Clad Materials Using Massive Multifrequency Excitation and Spectrogram Eddy Current Method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150513

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160413

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160606

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160907

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160913

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6015954

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees