JP6751645B2 - 渦電流探傷システム及び渦電流探傷方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチコイルプローブを用いる渦電流探傷システム及び渦電流探傷方法に関する。

導電性の被検査体（詳細には、例えば鋼板や配管等）を探傷する渦電流探傷技術が知られている。渦電流探傷技術では、励磁コイル及び検出コイルを有する探傷プローブを、被検査体上で走査する。このとき、励磁コイルに励磁電流を流して磁場を発生させ、被検査体に渦電流を誘起する。被検査体に欠陥（詳細には、例えば割れ等）があれば渦電流が変化するので、この渦電流の変化による磁束変化を検出コイルで検出する。

被検査体では、欠陥の方位（長さ方向）が定まらない場合がある。欠陥に対して渦電流を垂直に流せば、欠陥による渦電流の変化が大きくなるので、欠陥の検出感度が高くなる。一方、欠陥に対して渦電流を平行に流せば、欠陥による渦電流の変化が小さいので、欠陥の検出感度が低くなる。そのため、１つの励磁コイルと１つの検出コイルを有する探傷プローブを用いる場合は、方位が不定な欠陥の検出感度を担保するために、探傷プローブの向きを変えて複数回の走査を行う必要がある。そこで、方位が不定な欠陥を１回の走査で高感度に検出するためのマルチコイルプローブが提唱されている（例えば特許文献１及び２参照）。

特許文献１のマルチコイルプローブは、第１列に配列された複数の第１コイルと、第１列に対して平行な第２列に配列された複数の第２コイルとを有し、複数の第１コイル及び複数の第２コイルが千鳥配置されている。

特許文献１の渦電流探傷装置は、第１の探傷モード、第２の探傷モード、及び第３の探傷モードを実行するようになっている。各探傷モードは、複数の第１コイルのうちのいずれか１つを、励磁コイルとして選択する。そして、第１の探傷モード（Ｙ１スキャン）は、励磁コイルに隣り合う一方側の第２コイルを検出コイルとして選択する。第２の探傷モード（Ｙ２スキャン）は、励磁コイルに隣り合う他方側の第２コイルを検出コイルとして選択する。第３の探傷モード（Ｘスキャン）は、隣り合う第１コイルと第２コイルの間の距離とほぼ同じ距離だけ励磁コイルから離れた第１コイルを検出コイルとして選択する。これら３つの探傷モードにより、検出コイルの位置における渦電流の方向を３つに切替えることができる。したがって、３方向の欠陥の検出感度を高めることができる。

特許文献２のマルチコイルプローブは、第１方向に配列された複数の検出コイルと、第１方向で各検出コイルの両外側に位置するように（言い換えれば、検出コイルと交互になるように）配列された複数の第１励磁コイルと、第１方向に対して垂直な第２方向で各検出コイルの両外側に位置するように配列された複数の第２励磁コイルとを有している。

特許文献２の渦電流探傷装置（制御部）は、第１の探傷モード及び第２の探傷モードを実行するようになっている。第１の探傷モードは、２つの第１励磁コイルとそれらの間に位置する１つの検出コイルを選択して、２つの第１励磁コイルの励磁電流を互いに逆向きに流す。第２の探傷モードは、２つの第２励磁コイルとそれらの間に位置する１つの検出コイルを選択して、２つの第２励磁コイルの励磁電流を互いに逆向きに流す。これら２つの探傷モードにより、検出コイルの位置にて渦電流を重畳して強めることができ、且つ、検出コイルの位置における重畳渦電流の方向を２つに切替えることができる。したがって、２方向の欠陥の検出感度を高めることができる。

特開２００９−１９９０９号公報 特開２００６−２２６８８４号公報

しかしながら、従来技術には以下のような改善の余地があった。

特許文献２では、２つの励磁コイルの間に検出コイルが配置されており、２つの励磁コイルの励磁電流を互いに逆向きに流すことにより、検出コイルの位置にて渦電流を重畳して強めることができる。すなわち、特許文献１と比べ、検出コイルの位置における渦電流を強めることができ、欠陥の検出感度を高めることができる。

そして、検出コイルを中心として第１方向に配列された２つの第１励磁コイルを選択した場合に、第１方向の欠陥の検出感度を高めることができる。また、検出コイルを中心として第２方向に配列された２つの第２励磁コイルを選択した場合に、第２方向の欠陥の検出感度を高めることができる。しかし、第１方向と第２方向の中間にある第３方向又は第４方向の欠陥の検出感度を高めることができない。かといって、検出コイルを中心として第３方向又は第４方向に配列する励磁コイルを追加すれば、探傷プローブ（マルチコイルプローブ）の大型化を招く。

本発明の目的は、探傷プローブの大型化を抑制しつつ、４方向の欠陥の検出感度を高めることができる渦電流探傷システム及び渦電流探傷方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、第１列に配列された複数の第１コイルと、前記第１列に対して平行な第２列に配列された複数の第２コイルとを有し、前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルが千鳥配置され、隣り合う２つの第１コイルの中心のそれぞれとこれらに最も近い第２コイルの中心とを結ぶ２つの直線がなす挟角が６０度未満となるように設定された探傷プローブと、前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルのうちのいずれか２つを励磁コイルとして選択し且ついずれか１つを検出コイルとして選択して、前記２つの励磁コイル及び前記１つの検出コイルを制御する渦電流探傷装置と、を備えた渦電流探傷システムであって、前記渦電流探傷装置は、１つの第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある２つの第１コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを同相励磁する第１の探傷モードと、前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある２つの第１コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを逆相励磁する第２の探傷モードと、前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある１つの第１コイル及び１つの第２コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを同相励磁する第３の探傷モードと、前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある１つの第１コイル及び１つの第２コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを逆相励磁する第４の探傷モードとを実行する。

本発明によれば、プローブの大型化を抑制しつつ、４方向の欠陥の検出感度を高めることができる。

本発明の一実施形態における渦電流探傷システムの構成を表す概略図である。 本発明の一実施形態における第１の探傷モードを説明するための図である。 本発明の一実施形態における第２の探傷モードを説明するための図である。 本発明の一実施形態における第３の探傷モードを説明するための図である。 本発明の一実施形態における第４の探傷モードを説明するための図である。 本発明の一実施形態における渦電流探傷方法の手順を表すフローチャートである。 本発明の第１の変形例における渦電流探傷方法の手順を表すフローチャートである。 本発明の第２の変形例における探傷プローブの構造を表す概略図である。 本発明の第３の変形例における探傷プローブの構造を表す概略図である。

本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態における渦電流探傷システムの構成を表す概略図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本実施形態における第１の探傷モードを説明するための図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本実施形態における第２の探傷モードを説明するための図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本実施形態における第３の探傷モードを説明するための図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施形態における第４の探傷モードを説明するための図である。なお、図２（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）、及び図５（ａ）は、各探傷モードにおける２つの励磁コイル（図中「Ｔ」又は「Ｔ’」で示す）と１つの検出コイル（図中「Ｒ」で示す）の組合せの具体例を表す図である。図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、及び図５（ｂ）は、検出コイルの位置における渦電流の方向を説明するための図であり、励磁コイル及び検出コイルを図示するものの、他のコイルを図示していない。

図１で示すように、本実施形態の渦電流探傷システムは、探傷プローブ（マルチコイルプローブ）１と、探傷プローブ１に電気的に接続された渦電流探傷装置２と、渦電流探傷装置２に電気的に接続されたコンピュータ３と、コンピュータ３に電気的に接続された表示装置４とを備えている。

探傷プローブ１は、可撓性の基板５と、基板５の長さ方向（図１中上下方向）に第１列として配列された複数（本実施形態では８つ）の第１コイル６ａ〜６ｈと、第１列に平行な第２列として配列された複数（本実施形態では７つ）の第２コイル７ａ〜７ｇとを有しており、第１コイル６ａ〜６ｈ及び第２コイル７ａ〜７ｇが基板５上に千鳥配置されている。なお、第１コイル６ａ〜６ｈ及び第２コイル７ａ〜７ｇは、それらの軸方向が基板５に対して垂直となっている。また、第１コイル６ａ〜６ｈ及び第２コイル７ａ〜７ｇは、基板５のプリント配線に結線されている。

隣り合う第１コイルの間隔と隣り合う第２コイルの間隔は一定であり、基板５の長さ方向において第１コイルの位置と第２コイルの位置がコイル間隔の半分だけずれている。そして、第２コイル７ａ〜７ｇのうちの第２コイル７ａを例にとって説明すると、第２コイル７ａと第１コイル６ａの間の距離と第２コイル７ａと第１コイル６ｂの間の距離が同じになるように設定されている。また、第２コイル７ａと第１コイル６ａの間の距離と第２コイル７ａと第２コイル７ｃの間の距離が同じになるように設定されている。また、第２コイル７ａ及び第１コイル６ａの中心を結ぶ直線と第２コイル７ａ及び第１コイル６ｂの中心を結ぶ直線との間の挟角が６０度未満となるように設定されている。また、第２コイル７ａ及び第１コイル６ａの中心を結ぶ直線と第２コイル７ａ及び第２コイル７ｃの中心を結ぶ直線との間の挟角が１２０度未満となるように設定されている。

渦電流探傷装置２は、モード制御部８、切替部９ａ，９ｂ，９ｃ、励磁制御部１０、及び検出制御部１１を有している。モード制御部８は、第１の探傷モード、第２の探傷モード、第３の探傷モード、及び第４の探傷モードを順次実行するため、対応する指令を切替部９ａ，９ｂ，９ｃ、励磁制御部１０、及び検出制御部１１に順次出力するようになっている。

各探傷モードは、複数の第２コイルのうちのいずれか１つを検出コイルとして選択する。第２コイル７ａを検出コイルとして選択する場合を例にとって説明すると、第１の探傷モードは、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ，６ｂを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ａ，６ｂを同相励磁するモードである。第２の探傷モードは、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ，６ｂを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ａ，６ｂを逆相励磁するモードである。第３の探傷モードは、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを同相励磁するモードである。第４の探傷モードは、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを逆相励磁するモードである。

切替部９ａ，９ｂは、モード制御部８からの指令に応じて第１コイル６ａ〜６ｈ及び第２コイル７ａ〜７ｇのうちのいずれか２つを励磁コイルとして選択して、励磁制御部１０に接続する。励磁制御部１０は、図示しないが、一方の励磁コイルに励磁電圧（正弦波）を印加して励磁電流を流すための発信器及び増幅器と、他方の励磁コイルに励磁電圧（正弦波）を印加して励磁電流を流すための発信器及び増幅器とを有している。励磁制御部１０は、モード制御部８からの指令に応じて、２つの励磁コイルを同相励磁又は逆相励磁するようになっている。

ここで、同相励磁とは、一方の励磁コイルの励磁電圧の位相に対して他方の励磁コイルの励磁電圧の位相が同じであること意味する。このとき、一方の励磁コイルの励磁電流の向き（図２（ｂ）及び図４（ｂ）中矢印Ａ１参照）に対して他方の励磁コイルの励磁電流の向き（図２（ｂ）中矢印Ｂ１及び図４（ｂ）中矢印Ｆ１参照）が同じになる。逆相励磁とは、一方の励磁コイルの励磁電圧の位相に対して他方の励磁コイルの励磁電圧の位相が半周期πだけシフトすることを意味する。このとき、一方の励磁コイルの励磁電流の向き（図３（ｂ）及び図５（ｂ）中矢印Ａ１参照）に対して他方の励磁コイルの励磁電流の向き（図３（ｂ）中矢印Ｄ１及び図５（ｂ）中矢印Ｈ１参照）が反対になる。なお、一方の励磁コイルの励磁電圧の振幅と他方の励磁コイルの励磁電圧の振幅は、同じである。

切替部９ｃは、モード制御部８からの指令に応じて第１コイル６ａ〜６ｈ及び第２コイル７ａ〜７ｇのうちのいずれか１つを検出コイルとして選択して、検出制御部１１に接続する。検出制御部１１は、図示しないが、検出コイルからの信号を処理して探傷データを生成するための増幅器、位相検波器、及びＡ／Ｄ変換器を有している。なお、探傷データは、探傷モードの種類及び検出コイルの選択情報と関連付けられる。

コンピュータ３は、渦電流探傷装置２の探傷条件（詳細には、励磁周波数、設定位相角、及び設定ゲイン等）を設定可能とし、表示装置４は、探傷条件を表示するようになっている。また、コンピュータ３は、渦電流探傷装置２で取得した探傷データに基づいて探傷画像（例えば波形チャート、リサージュ波形、又はＣスコープ画像）を生成し、表示装置４は、探傷画像を表示するようになっている。

本実施形態の渦電流探傷方法を、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態における渦電流探傷方法の手順を表すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１にて、コンピュータ３は、渦電流探傷装置２の探傷条件を設定する。具体的には、検査者が、基準スリットを有する試験体を用いて位相角やゲインの校正を実施する。その後、検査者が、被検査体１００（詳細には、例えば鋼板や配管等）の表面に探傷プローブ１を配置する。

そして、ステップＳ１０２に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第１の探傷モードにおける２つの励磁コイルと１つの検出コイルの組合せとして第１のパターンを選択し、対応する指令を切替部９ａ，９ｂ，９ｃに出力する。第１のパターン（図２（ａ）参照）では、第２コイル７ａを検出コイルとして選択し、切替部９ｃが検出制御部１１に接続する。また、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ，６ｂを励磁コイルとして選択し、切替部９ａ，９ｂが励磁制御部１０に接続する。

そして、ステップＳ１０３に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第１の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ，６ｂを同相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ１０４に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第１の探傷モードに関し、第２コイル７ａ〜７ｇを検出コイルとしてそれぞれ選択する７つのパターンを全て実行したかどうかを判定する。最初のうちは、ステップＳ１０４の判定が満たされないため、ステップＳ１０２に戻って、上述の手順を繰り返す。すなわち、第２〜第７のパターンを順次選択して第１の探傷モードを実行する。

第２のパターン（図２（ａ）参照）では、第２コイル７ｂを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｂから等距離にある第１コイル６ｂ，６ｃを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｂ，６ｃを同相励磁し、第２コイル７ｂからの信号を処理して探傷データを取得する。…（省略）…。第７のパターン（図２（ａ）参照）では、第２コイル７ｇを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｇから等距離にある第１コイル６ｇ，６ｈを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｇ，６ｈを同相励磁し、第２コイル７ｇからの信号を処理して探傷データを取得する。

ここで、第１の探傷モードの作用について、第１のパターンを例にとって説明する。一方の励磁コイル６ａに図２（ｂ）中矢印Ａ１で示すように時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル６ａを中心とした反時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図２（ｂ）中矢印Ａ２で示す方向の渦電流が発生する。また、他方の励磁コイル６ｂに図２（ｂ）中矢印Ｂ１で示すように時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル６ｂを中心とした反時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図２（ｂ）中矢印Ｂ２で示す方向の渦電流が発生する。そして、矢印Ａ２方向の渦電流と矢印Ｂ２方向の渦電流が重ね合わされて、矢印Ｃ方向（すなわち、基板５の長さ方向）の渦電流が発生する。これにより、矢印Ｃ方向に対して垂直な方向（すなわち、基板５の幅方向）に延在する欠陥１０１ａの検出感度を高めることができる。

ステップＳ１０４の判定が満たされれば、ステップＳ１０５に移行する。すなわち、第２の探傷モードに移行する。ステップＳ１０５では、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第２の探傷モードにおける２つの励磁コイルと１つの検出コイルの組合せとして第１のパターンを選択し、対応する指令を切替部９ａ，９ｂ，９ｃに出力する。これにより、第１のパターン（図３（ａ）参照）では、第２コイル７ａを検出コイルとして選択し、切替部９ｃが検出制御部１１に接続する。また、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ，６ｂを励磁コイルとして選択し、切替部９ａ，９ｂが励磁制御部１０に接続する。

そして、ステップＳ１０６に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第２の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ，６ｂを逆相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ１０７に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第２の探傷モードに関し、第２コイル７ａ〜７ｇを検出コイルとしてそれぞれ選択する７つのパターンを全て実行したかどうかを判定する。最初のうちは、ステップＳ１０７の判定が満たされないため、ステップＳ１０５に戻って、上述の手順を繰り返す。すなわち、第２〜第７のパターンを順次選択して第２の探傷モードを実行する。

第２のパターン（図３（ａ）参照）では、第２コイル７ｂを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｂから等距離にある第１コイル６ｂ，６ｃを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｂ，６ｃを逆相励磁し、第２コイル７ｂからの信号を処理して探傷データを取得する。…（省略）…。第７のパターン（図３（ａ）参照）では、第２コイル７ｇを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｇから等距離にある第１コイル６ｇ，６ｈを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｇ，６ｈを逆相励磁し、第２コイル７ｇからの信号を処理して探傷データを取得する。

ここで、第２の探傷モードの作用について、第１のパターンを例にとって説明する。一方の励磁コイル６ａに図３（ｂ）中矢印Ａ１で示すように時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル６ａを中心とした反時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図３（ｂ）中矢印Ａ２で示す方向の渦電流が発生する。また、他方の励磁コイル６ｂに図３（ｂ）中矢印Ｄ１で示すように反時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル６ｂを中心とした時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図３（ｂ）中矢印Ｄ２で示す方向の渦電流が発生する。そして、矢印Ａ２方向の渦電流と矢印Ｄ２方向の渦電流が重ね合わされて、矢印Ｅ方向（すなわち、基板５の幅方向）の渦電流が発生する。これにより、矢印Ｅ方向に対して垂直な方向（すなわち、基板５の長さ方向）に延在する欠陥１０１ｂの検出感度を高めることができる。

ステップＳ１０７の判定が満たされれば、ステップＳ１０８に移行する。すなわち、第３の探傷モードに移行する。ステップＳ１０８では、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第３の探傷モードにおける２つの励磁コイルと１つの検出コイルの組合せとして第８のパターンを選択し、対応する指令を切替部９ａ，９ｂ，９ｃに出力する。第８のパターン（図４（ａ）参照）では、第２コイル７ａを検出コイルとして選択し、切替部９ｃが検出制御部１１に接続する。また、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを励磁コイルとして選択し、切替部９ａ，９ｂが励磁制御部１０に接続する。

そして、ステップＳ１０９に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第３の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを同相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ１１０に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第３の探傷モードに関し、第２コイル７ａ〜７ｅを検出コイルとしてそれぞれ選択する５つのパターンを全て実行したかどうかを判定する。最初のうちは、ステップＳ１１０の判定が満たされないため、ステップＳ１０８に戻って、上述の手順を繰り返す。すなわち、第９〜第１２のパターンを順次選択して第３の探傷モードを実行する。

第９のパターン（図４（ａ）参照）では、第２コイル７ｂを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｂから等距離にある第１コイル６ｂ及び第２コイル７ｄを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｂ及び第２コイル７ｄを同相励磁し、第２コイル７ｂからの信号を処理して探傷データを取得する。…（省略）…。第１２のパターンでは、第２コイル７ｅを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｅから等距離にある第１コイル６ｅ及び第２コイル７ｇを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｅ及び第２コイル７ｇを同相励磁し、第２コイル７ｅからの信号を処理して探傷データを取得する。

ここで、第３の探傷モードの作用について、第８のパターンを例にとって説明する。一方の励磁コイル６ａに図４（ｂ）中矢印Ａ１で示すように時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル６ａを中心とした反時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図４（ｂ）中矢印Ａ２で示す方向の渦電流が発生する。また、他方の励磁コイル７ｃに図４（ｂ）中矢印Ｆ１で示すように時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル７ａを中心とした反時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図４（ｂ）中矢印Ｆ２で示す方向の渦電流が発生する。そして、矢印Ａ２方向の渦電流と矢印Ｆ２方向の渦電流が重ね合わされて、矢印Ｇ方向（すなわち、基板５の斜め方向）の渦電流が発生する。これにより、矢印Ｇ方向に対して垂直な方向に延在する欠陥１０１ｃの検出感度を高めることができる。

ステップＳ１１０の判定が満たされれば、ステップＳ１１１に移行する。すなわち、第４の探傷モードに移行する。ステップＳ１１１では、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第４の探傷モードにおける２つの励磁コイルと１つの検出コイルの組合せとして第８のパターンを選択し、対応する指令を切替部９ａ，９ｂ，９ｃに出力する。第８のパターン（図５（ａ）参照）では、第２コイル７ａを検出コイルとして選択し、切替部９ｃが検出制御部１１に接続する。また、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを励磁コイルとして選択し、切替部９ａ，９ｂが励磁制御部１０に接続する。

そして、ステップＳ１１２に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第４の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを逆相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ１１３に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第４の探傷モードに関し、第２コイル７ａ〜７ｅを検出コイルとしてそれぞれ選択する５つのパターンを全て実行したかどうかを判定する。最初のうちは、ステップＳ１１３の判定が満たされないため、ステップＳ１１１に戻って、上述の手順を繰り返す。すなわち、第９〜第１２のパターンを順次選択して第４の探傷モードを実行する。

第９のパターン（図５（ａ）参照）では、第２コイル７ｂを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｂから等距離にある第１コイル６ｂ及び第２コイル７ｄを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｂ及び第２コイル７ｄを逆相励磁し、第２コイル７ｂからの信号を処理して探傷データを取得する。…（省略）…。第１２のパターン（図５（ａ）参照）では、第２コイル７ｅを検出コイルとして選択し、第２コイル７ｅから等距離にある第１コイル６ｅ及び第２コイル７ｇを励磁コイルとして選択して、第１コイル６ｅ及び第２コイル７ｇを逆相励磁し、第２コイル７ｅからの信号を処理して探傷データを取得する。

ここで、第４の探傷モードの作用について、第８のパターンを例にとって説明する。一方の励磁コイル６ａに図５（ｂ）中矢印Ａ１で示すように時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル６ａを中心とした反時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図５（ｂ）中矢印Ａ２で示す方向の渦電流が発生する。また、他方の励磁コイル７ｃに図５（ｂ）中矢印Ｈ１で示すように反時計回りの励磁電流を流すと、被検査体１００の表面には励磁コイル７ｃを中心とした時計回りの渦電流が発生する。そのため、検出コイル７ａの位置には図５（ｂ）中矢印Ｈ２で示す方向の渦電流が発生する。そして、矢印Ａ２方向の渦電流と矢印Ｈ２方向の渦電流が重ね合わされて、矢印Ｉ方向（すなわち、基板５の斜め方向）の渦電流が発生する。これにより、矢印Ｉ方向に対して垂直な方向に延在する欠陥１０１ｄの検出感度を高めることができる。

ステップＳ１１３の判定が満たされれば、ステップＳ１１４に移行する。ステップＳ１１４では、探傷が完了したかどうかを判定する。例えば検査者の操作によって終了信号が入力されるか、若しくはエンコーダで測定された探傷プローブ１の移動距離が設定値に達した場合に、探傷が完了したと判定する。探傷が完了したと判定されない場合は、ステップＳ１０２に戻って、上述の手順を繰り返す。

なお、コンピュータ３は、例えばステップＳ１０３、Ｓ１０６、Ｓ１０９、及びＳ１１２の終了毎に、渦電流探傷装置２で取得した探傷データに基づいて探傷画像を生成して、表示装置４に表示させる。あるいは、例えばステップＳ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１１１、及びＳ１１４へ移行する際に（すなわち、探傷モードが移行する際に）若しくはステップＳ１１４の判定が満たされた際に（すなわち、探傷が完了した際に）、渦電流探傷装置２で取得した探傷データに基づいて探傷画像を生成して、表示装置４に表示させてもよい。

以上のように本実施形態においては、特許文献２とは異なり、２つの励磁コイルの間に検出コイルが配置されていないため、２つの励磁コイルを同相励磁する場合も逆相励磁する場合も、検出コイルの位置にて渦電流を重ね合わせて強めることができる。すなわち、特許文献１と比べ、検出コイルの位置にて渦電流を強めることができ、欠陥の検出感度を高めることができる。また、４つの探傷モードにより、検出コイルの位置における渦電流の方向を４つに切替えることができる。したがって、４方向の欠陥の検出感度を高めることができる。

また、本実施形態においては、励磁コイルの組合せの切替えと、同相励磁と逆相励磁の切替えによって、４つの探傷モードを実現している。これにより、例えば励磁コイルの組合せの切替えのみによって、４つの探傷モードを実現する場合と比べ、コイルの増加を抑制して、探傷プローブの大型化を抑制することができる。

なお、上記一実施形態において、渦電流探傷装置２は、第１の探傷モード、第２の探傷モード、第３の探傷モード、第４の探傷モードの順序で実行する場合を例にとって説明したが、これに限られず、その順序を変更してもよい。また、上記一実施形態において、渦電流探傷装置２は、一つの探傷モードが完了してから、他の探傷モードに移行する場合を例にとって説明したが、これに限られない。このような変形例を、図７を用いて説明する。図７は、本変形例における渦電流探傷方法の手順を表すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１にて、コンピュータ３は、渦電流探傷装置２の探傷条件を設定する。

そして、ステップＳ２０２に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、２つの励磁コイルと１つの検出コイルの組合せとして第１のパターンを選択し、対応する指令を切替部９ａ，９ｂ，９ｃに出力する。第１のパターンでは、第２コイル７ａを検出コイルとして選択し、切替部９ｃが検出制御部１１に接続する。また、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ，６ｂを励磁コイルとして選択し、切替部９ａ，９ｂが励磁制御部１０に接続する。

そして、ステップＳ２０３に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第１の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ，６ｂを同相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ２０４に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第２の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ，６ｂを逆相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ２０５に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第１及び第２の探傷モードに関し、第２コイル７ａ〜７ｇを検出コイルとしてそれぞれ選択する７つのパターンを全て実施したかどうかを判定する。最初のうちは、ステップＳ２０５の判定が満たされないため、ステップＳ２０２に戻って、上述の手順を繰り返す。すなわち、第２〜第７のパターンを順次選択して第１及び第２の探傷モードを実行する。

ステップＳ２０５の判定が満たされれば、ステップＳ２０６に移行する。すなわち、第３及び第４の探傷モードに移行する。ステップＳ２０６では、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、２つの励磁コイルと１つの検出コイルの組合せとして第８のパターンを選択し、対応する指令を切替部９ａ，９ｂ，９ｃに出力する。これにより、第８のパターンでは、第２コイル７ａを検出コイルとして選択し、切替部９ｃが検出制御部１１に接続する。また、第２コイル７ａから等距離にある第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを励磁コイルとして選択し、切替部９ａ，９ｂが励磁制御部１０に接続する。

そして、ステップＳ２０７に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第３の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを同相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ２０８に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第４の探傷モードに対応する指令を励磁制御部１０及び検出制御部１１に出力する。これにより、励磁制御部１０が第１コイル６ａ及び第２コイル７ｃを逆相励磁し、検出制御部１１が第２コイル７ａからの信号を処理して探傷データを取得する。

そして、ステップＳ２０９に進み、渦電流探傷装置２のモード制御部８は、第３及び第４の探傷モードに関し、第２コイル７ａ〜７ｅを検出コイルとしてそれぞれ選択する５つのパターンを全て実施したかどうかを判定する。最初のうちは、ステップＳ２０９の判定が満たされないため、ステップＳ２０６に戻って、上述の手順を繰り返す。すなわち、第８〜第１２のパターンを順次選択して第３及び第４の探傷モードを実行する。

ステップＳ２０９の判定が満たされれば、ステップＳ２１０に移行する。ステップＳ２１０では、探傷が完了したかどうかを判定する。探傷が完了したと判定されない場合は、ステップＳ２０２に戻って、上述の手順を繰り返す。

以上のような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記一実施形態において、探傷プローブ１は、可撓性の基板５を有し、第１コイル６ａ〜６ｈ及び第２コイル７ａ〜７ｇが基板５上に千鳥配置された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば図８で示す変形例のように、探傷プローブ１Ａは、円筒形状の筐体１２と、筐体１２の側面の周方向に第１列として配列された複数（本変形例では８つ。図８では４つのみ示す）の第１コイル６と、第１列に平行な第２列として配列された複数（本変形例では８つ。図８では３つのみ示す）の第２コイル７とを有し、複数の第１コイル６及び複数の第２コイル７が筐体１２の側面に千鳥配置されてもよい。また、筐体１２の軸方向両外側にチューブ１３を介してガイド１４が設けられてもよい。さらに、第１コイル６及び第２コイル７にそれぞれ接続された配線がチューブ１３内を通るように構成してもよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記一実施形態の探傷プローブ１は、８つの第１コイル６ａ〜６ｈ及び７つの第２コイル７ａ〜７ｇを有する場合を例にとり、上記変形例の探傷プローブ１Ａは、８つの第１コイル６及び８つの第２コイル７を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば図９で示す変形例のように、少なくとも２つの第１コイル６ａ，６ｂ及び少なくとも２つの第２コイル７ａ，７ｃを有すればよい。このような変形例においても、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。

１，１Ａ 探傷プローブ
２ 渦電流探傷装置
５ 基板
６，６ａ〜６ｈ 第１コイル
７，７ａ〜７ｇ 第２コイル
１２ 筐体

Claims (4)

1. 第１列に配列された複数の第１コイルと、前記第１列に対して平行な第２列に配列された複数の第２コイルとを有し、前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルが千鳥配置され、隣り合う２つの第１コイルの中心のそれぞれとこれらに最も近い第２コイルの中心とを結ぶ２つの直線がなす挟角が６０度未満となるように設定された探傷プローブと、
   前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルのうちのいずれか２つを励磁コイルとして選択し且ついずれか１つを検出コイルとして選択して、前記２つの励磁コイル及び前記１つの検出コイルを制御する渦電流探傷装置と、を備えた渦電流探傷システムであって、
   前記渦電流探傷装置は、
   １つの第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある２つの第１コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを同相励磁する第１の探傷モードと、
   前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある２つの第１コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを逆相励磁する第２の探傷モードと、
   前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある１つの第１コイル及び１つの第２コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを同相励磁する第３の探傷モードと、
   前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある１つの第１コイル及び１つの第２コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを逆相励磁する第４の探傷モードとを実行することを特徴とする渦電流探傷システム。
2. 請求項１に記載の渦電流探傷システムにおいて、
   前記探傷プローブは、可撓性の基板を有し、前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルが前記基板上に千鳥配置されたことを特徴とする渦電流探傷システム。
3. 請求項１に記載の渦電流探傷システムにおいて、
   前記探傷プローブは、円筒形状の筐体を有し、前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルが前記筐体の側面に千鳥配置されたことを特徴とする渦電流探傷システム。
4. 第１列に配列された複数の第１コイルと、前記第１列に対して平行な第２列に配列された複数の第２コイルとを有し、前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルが千鳥配置され、隣り合う２つの第１コイルの中心のそれぞれとこれらに最も近い第２コイルの中心とを結ぶ２つの直線がなす挟角が６０度未満となるように設定された探傷プローブを用い、
   前記複数の第１コイル及び前記複数の第２コイルのうちのいずれか２つを励磁コイルとして選択し且ついずれか１つを検出コイルとして選択して、前記２つの励磁コイル及び前記１つの検出コイルを制御する渦電流探傷方法であって、
   １つの第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある２つの第１コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを同相励磁する第１の探傷モードと、
   前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある２つの第１コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを逆相励磁する第２の探傷モードと、
   前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある１つの第１コイル及び１つの第２コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを同相励磁する第３の探傷モードと、
   前記第１の探傷モードと同じ第２コイルを検出コイルとして選択し、前記検出コイルから等距離にある１つの第１コイル及び１つの第２コイルを励磁コイルとして選択して、前記２つの励磁コイルを逆相励磁する第４の探傷モードと、を実行することを特徴とする渦電流探傷方法。

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