JPH01232254A - 渦流探傷方法及び装置 - Google Patents
渦流探傷方法及び装置Info
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- JPH01232254A JPH01232254A JP63058589A JP5858988A JPH01232254A JP H01232254 A JPH01232254 A JP H01232254A JP 63058589 A JP63058589 A JP 63058589A JP 5858988 A JP5858988 A JP 5858988A JP H01232254 A JPH01232254 A JP H01232254A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title description 6
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
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- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 description 5
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は渦流探傷方法及びその実施に使用する装置に関
する。
する。
渦流探傷においては、その検出能を上げるために位相弁
別法と呼ばれる信号処理方法が使用される。
別法と呼ばれる信号処理方法が使用される。
第３図は位相弁別方式の渦流探傷装置を示すブロック図
である。発振器１の出力はブリッジ２の一部を構成する
試験コイル３に与えられ、これによって被検査材８に渦
流を誘起させる。試験コイル３は被検査材８によって影
響される渦流によってインピーダンスが変化し、この変
化による信号は増幅器５を経て、同期検波器６及び同期
検波器７へ入力される。発振器１からの出力はまた移相
器４ａに入力され、ここでψ度移相された後、同期検波
器６へ、また移相器４ｂによってさらに９０度移相され
た後、同期検波器７へ検波位相信号として与えられる。
である。発振器１の出力はブリッジ２の一部を構成する
試験コイル３に与えられ、これによって被検査材８に渦
流を誘起させる。試験コイル３は被検査材８によって影
響される渦流によってインピーダンスが変化し、この変
化による信号は増幅器５を経て、同期検波器６及び同期
検波器７へ入力される。発振器１からの出力はまた移相
器４ａに入力され、ここでψ度移相された後、同期検波
器６へ、また移相器４ｂによってさらに９０度移相され
た後、同期検波器７へ検波位相信号として与えられる。
同期検波器６は電圧ｖＸｌを、また同期検波器７は電圧
ｖｙ′を出力する。
ｖｙ′を出力する。
位相弁別法は試験コイル３が被検査材８から検出した電
圧信号を位相検波するに当たり、ψ°をリフトオフ変動
信号が最大値となる位相角に設定すれば、位相角ψ＋９
０°の位相検波で欠陥信号はリフトオフ変動信号に影響
されずに、検出可能となることを原理としている。
圧信号を位相検波するに当たり、ψ°をリフトオフ変動
信号が最大値となる位相角に設定すれば、位相角ψ＋９
０°の位相検波で欠陥信号はリフトオフ変動信号に影響
されずに、検出可能となることを原理としている。
第４図は位相弁別法の原理を示すものである。
直交座標系Ｘ’−Ｙ’は直交座標系Ｘ−Ｙからψ０移相
している。
している。
第３図の増幅器５より同期検波器６．７へ与えられる電
圧信号（０Ｏ＝−＞、＋Ｖ、）は移相器４ａ、 ４ｂに
よりψ、ψ＋９０°の移相を受は同期検波器６゜７より
出力されるＶＸ＋ Ｖｙは第４図のＸ′軸Ｙ′軸上の値
に対応する。
圧信号（０Ｏ＝−＞、＋Ｖ、）は移相器４ａ、 ４ｂに
よりψ、ψ＋９０°の移相を受は同期検波器６゜７より
出力されるＶＸ＋ Ｖｙは第４図のＸ′軸Ｙ′軸上の値
に対応する。
いま第４図にＸ′軸方向をリフトオフ変動信号が最大と
なる方向とするようにψを定めた場合、増幅器５より出
力される傷信号ＯＤのＹ′軸成分■ア′はリフトオフの
影響を最も受けない変動信号となる。
なる方向とするようにψを定めた場合、増幅器５より出
力される傷信号ＯＤのＹ′軸成分■ア′はリフトオフの
影響を最も受けない変動信号となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の方法では、リフトオフ変動信号と欠陥信
号とは一応弁別可能であるが、位相平面においてリフト
オフ変動信号の方向と、欠陥信号の方向とがほぼ一致す
る場合には位相弁別が困難であり、また被検査材の比抵
抗、透磁率の局所的変動に伴う不要信号の除去が困難で
あるという問題があった。
号とは一応弁別可能であるが、位相平面においてリフト
オフ変動信号の方向と、欠陥信号の方向とがほぼ一致す
る場合には位相弁別が困難であり、また被検査材の比抵
抗、透磁率の局所的変動に伴う不要信号の除去が困難で
あるという問題があった。
本発明はこの問題点を解決すると共に微小欠陥が検出可
能な渦流探傷方法及び装置を提供することを目的とする
。
能な渦流探傷方法及び装置を提供することを目的とする
。
本発明に係る渦流探傷方法は、位相弁別された２つの電
気信号を用いて欠陥を検出する渦流探傷方法において、
前記電気信号夫々に適宜の値を加算し、それによって得
た２つの和信号で示されるベクトルの位相角を極座標変
換して求め、該位相角の大きさに基づいて欠陥の検出を
することを特徴とする。そして本発明に係る渦流探傷装
置は、位相弁別方式の渦流探傷装置において、位相弁別
された２つの電気信号夫々に対し各別の値を加算する２
つの加算器と、２つの加算器が各出力する和信号の商を
算出する除算器と、除算器が出力する商信号のｔａｎ”
’を算出する極座標変換器とを具備することを特徴とす
る。
気信号を用いて欠陥を検出する渦流探傷方法において、
前記電気信号夫々に適宜の値を加算し、それによって得
た２つの和信号で示されるベクトルの位相角を極座標変
換して求め、該位相角の大きさに基づいて欠陥の検出を
することを特徴とする。そして本発明に係る渦流探傷装
置は、位相弁別方式の渦流探傷装置において、位相弁別
された２つの電気信号夫々に対し各別の値を加算する２
つの加算器と、２つの加算器が各出力する和信号の商を
算出する除算器と、除算器が出力する商信号のｔａｎ”
’を算出する極座標変換器とを具備することを特徴とす
る。
第１図は本発明の渦流探傷装置を示すブロック図である
。正弦波を発する発振器２０はブリ・ノジ２１の一部を
構成する探傷コイル２２にこれを与え、被検査材２３に
臨ませた探傷コイル２２は被検査材２３に渦流を誘起さ
せる。探傷コイル２２は被検査材２３によって影響され
る渦流によってインピーダンスが変化し、この変化をと
らえた電圧信号は位相検波器２５．２６へ入力される。
。正弦波を発する発振器２０はブリ・ノジ２１の一部を
構成する探傷コイル２２にこれを与え、被検査材２３に
臨ませた探傷コイル２２は被検査材２３に渦流を誘起さ
せる。探傷コイル２２は被検査材２３によって影響され
る渦流によってインピーダンスが変化し、この変化をと
らえた電圧信号は位相検波器２５．２６へ入力される。
発振器２０が出力する正弦波はまた移相角をψ°、ψ＋
９０″に設定しである移相器２４ａ、２４ｂに入力され
て移相された後、同期検波器２５．．２６夫々へ、検波
位相信号として与えられる。同期検波器２５．２６は信
号ｖｌｌ ＋ ｖ、を各々出力する。信号Ｖｇ＋
ｖｙ′は加算器２８ａ、２８ｂに入力され、直流型ｆｉ
２７ａ、２７ｂから与えられる電圧ν、。
９０″に設定しである移相器２４ａ、２４ｂに入力され
て移相された後、同期検波器２５．．２６夫々へ、検波
位相信号として与えられる。同期検波器２５．２６は信
号ｖｌｌ ＋ ｖ、を各々出力する。信号Ｖｇ＋
ｖｙ′は加算器２８ａ、２８ｂに入力され、直流型ｆｉ
２７ａ、２７ｂから与えられる電圧ν、。
Ｖｂを夫々加算される。加算器２８ａ、２８ｂ （７）
出力ＶＸ’＋Ｖａ−ｖ、′＋ｖ、は除算器２９に入力さ
れ、ここでＶｙ＋Ｖｂ Ｖｘ＋Ｖａ の除算がなされ、その商信号が極座標変換器３０に入力
され極座標変換器３０は入力側のｔａｎ−’、つまり◇
； ＋Ｖｂ 、Ｖ、’ ＋Ｖ、の合成ベクトルの位相角
θ′を求める。
出力ＶＸ’＋Ｖａ−ｖ、′＋ｖ、は除算器２９に入力さ
れ、ここでＶｙ＋Ｖｂ Ｖｘ＋Ｖａ の除算がなされ、その商信号が極座標変換器３０に入力
され極座標変換器３０は入力側のｔａｎ−’、つまり◇
； ＋Ｖｂ 、Ｖ、’ ＋Ｖ、の合成ベクトルの位相角
θ′を求める。
このθ′をもとに欠陥の検出が行われる。上記した装置
で行われる信号処理を位相平面で示すと第２図のように
なる。即ち従来方法と同様にリフトオフ変動信号方向を
Ｘ′軸方向になるようにψを設定する。
で行われる信号処理を位相平面で示すと第２図のように
なる。即ち従来方法と同様にリフトオフ変動信号方向を
Ｘ′軸方向になるようにψを設定する。
位相検波後の欠陥信号（Ｘ’と角度θを有す）を００
（Ｖ、’、 Ｖ； ）とすると直流電圧（Ｖ、、Ｖｂ）
を加算することは、ｘ ’ −ｙ ’軸座標系の原点０
（０，０）を、０ ’ （−Ｖ、、 −ｖｂ ）に平行
移動させた、新たなｘ”−ｙ″軸座標系で、欠陥信号０
’Ｄを表示することに対応し、座標系の移動によってＯ
ＤはＯ’Ｄ軸がなす角θ′で表わす。つまり極座標変換
する。
（Ｖ、’、 Ｖ； ）とすると直流電圧（Ｖ、、Ｖｂ）
を加算することは、ｘ ’ −ｙ ’軸座標系の原点０
（０，０）を、０ ’ （−Ｖ、、 −ｖｂ ）に平行
移動させた、新たなｘ”−ｙ″軸座標系で、欠陥信号０
’Ｄを表示することに対応し、座標系の移動によってＯ
ＤはＯ’Ｄ軸がなす角θ′で表わす。つまり極座標変換
する。
次に本発明で欠陥信号とそれ以外の信号との弁別が可能
となる理由を以下に示す。
となる理由を以下に示す。
従来の位相弁別法ではリフトオフ変動信号方向をＸ′軸
方向に定めた場合、ノイズは、リフトオフ信号がＸ′軸
方向に含まれる為第２図のＸ’−Ｙ′軸の原点Ｏ′を囲
む長径Ｖ Ｎ Ｘ ＋ 短径ｖＮｙの楕円内部の斜線部
として位相平面で表わせる。
方向に定めた場合、ノイズは、リフトオフ信号がＸ′軸
方向に含まれる為第２図のＸ’−Ｙ′軸の原点Ｏ′を囲
む長径Ｖ Ｎ Ｘ ＋ 短径ｖＮｙの楕円内部の斜線部
として位相平面で表わせる。
ｖａ くＯ９ｖｂ 〉０ ・・・（２）の場合、原点
Ｏ′はＸ’−Ｙ’座標系の第４象限に位置する。この場
合においてＹ′軸が楕円のＸ′輪軸上点（Ｖ）ｌｘ、
ｏ）より正方向にあるとき、即ちＶｉ 〉ＶＮｘ、つま
り ｖｌｌ〈−ｖＮＸ・・・・・・（３） のとき、 よって（２） （３１より Ｖａ 〈ＶＮｘ Ｖｂ ＞Ｑ 即ち楕円の長径端より右でＸ軸より下方に原点０′があ
るときにはＯ’Ｄ はＹ＃軸の右側に位置する。
Ｏ′はＸ’−Ｙ’座標系の第４象限に位置する。この場
合においてＹ′軸が楕円のＸ′輪軸上点（Ｖ）ｌｘ、
ｏ）より正方向にあるとき、即ちＶｉ 〉ＶＮｘ、つま
り ｖｌｌ〈−ｖＮＸ・・・・・・（３） のとき、 よって（２） （３１より Ｖａ 〈ＶＮｘ Ｖｂ ＞Ｑ 即ち楕円の長径端より右でＸ軸より下方に原点０′があ
るときにはＯ’Ｄ はＹ＃軸の右側に位置する。
従って
θ′がπ／２より小である場合はその信号（よ欠陥信号
θ′〉π／２の場合はノイズであると判定できる。
θ′〉π／２の場合はノイズであると判定できる。
このようにπ／２を境として欠陥信号とノイズ、つまり
比抵抗、透磁率の局所的変動などによる信号との分離が
可能となるのである。
比抵抗、透磁率の局所的変動などによる信号との分離が
可能となるのである。
直流電圧Ｖ、、 Ｖｂの大きさ、正負は、検出したい欠
陥の大きさ及びノイズの種類に応じて適宜の値に選択す
る必要があり、上述のように原点Ｑ’（Ｖ−、Ｖｂ）が
第４象限に限定されるものではないことは勿論である。
陥の大きさ及びノイズの種類に応じて適宜の値に選択す
る必要があり、上述のように原点Ｑ’（Ｖ−、Ｖｂ）が
第４象限に限定されるものではないことは勿論である。
即ち第５図に示す如く、原点Ｏ′を第２象限に移動させ
、或いは第６図に示す如くθ−θ′として、ノイズのＸ
″軸方向射影が、欠陥信号ベクトルＯ’ＤのＸ＃軸方向
射影よりも、相対的に小さくなる位置に移動させること
としてもよい。即ち、ノイズ除去方向に座標変換させる
ことにより高Ｓ／Ｎ比の探傷が可能となる手法がある。
、或いは第６図に示す如くθ−θ′として、ノイズのＸ
″軸方向射影が、欠陥信号ベクトルＯ’ＤのＸ＃軸方向
射影よりも、相対的に小さくなる位置に移動させること
としてもよい。即ち、ノイズ除去方向に座標変換させる
ことにより高Ｓ／Ｎ比の探傷が可能となる手法がある。
オーステナイト系ステンレス網管を渦流探傷した場合を
例にとり本発明の効果を以下に示す。
例にとり本発明の効果を以下に示す。
オーステナイト系ステンレスは第２図におけるθが小さ
く、位相弁別し難い素材である。
く、位相弁別し難い素材である。
傷の深さＱ、５ｍｍの人工疵（ノツチ）を探傷し、Ｘ′
軸方向にリフトオフ変動信号方向をとった場合、そのＳ
／Ｎ比は Ｓ／Ｎ（Ｘ’力方向−ｖｘ’／νＮＸ Ｓ／Ｎ（Ｙ ’方向）＝Ｖｙ’／ＶＮｙで与えられる。
軸方向にリフトオフ変動信号方向をとった場合、そのＳ
／Ｎ比は Ｓ／Ｎ（Ｘ’力方向−ｖｘ’／νＮＸ Ｓ／Ｎ（Ｙ ’方向）＝Ｖｙ’／ＶＮｙで与えられる。
一方θ方向のＳ／Ｎは
で表せる。実測の結果は従来方法によるＳ／Ｎ（Ｘ ’
方向） ＝２．５ Ｓ／Ｎ（Ｙ ’方向） ＝２．０ Ｓ／Ｎ （θ 方向） ＝１．０ である。θ方向でＳ／Ｎが悪化する原因は以下の理由に
よる。
方向） ＝２．５ Ｓ／Ｎ（Ｙ ’方向） ＝２．０ Ｓ／Ｎ （θ 方向） ＝１．０ である。θ方向でＳ／Ｎが悪化する原因は以下の理由に
よる。
第７図において、信号のノイズが持つベクトル■８．．
・・・、■８．の位相角／１？ 、 、 ・＋４ 、
θ、は０〜π／２の範囲の角となる。従って欠陥信号
の角θは弁別不可能なのである。一方、本発明方法によ
ればＸ“−Ｙ＃座標系を適当に選定することにより雑音
の角θ′１．・・・、θ′正 π／２より大とすること
が可能となり、欠陥信号０’Ｄを良好に検出できる。
・・・、■８．の位相角／１？ 、 、 ・＋４ 、
θ、は０〜π／２の範囲の角となる。従って欠陥信号
の角θは弁別不可能なのである。一方、本発明方法によ
ればＸ“−Ｙ＃座標系を適当に選定することにより雑音
の角θ′１．・・・、θ′正 π／２より大とすること
が可能となり、欠陥信号０’Ｄを良好に検出できる。
本発明方法による場合はＳ／Ｎ ＝４．５となる。この
ように本発明によれば被検査材の比抵抗、透磁率変動に
伴うノイズの分離が容易であり、また微小欠陥の検出が
容易であり、更にリフトオフ変動信号成分と欠陥信号成
分との位相が接近している場合もその分離が可能である
。
ように本発明によれば被検査材の比抵抗、透磁率変動に
伴うノイズの分離が容易であり、また微小欠陥の検出が
容易であり、更にリフトオフ変動信号成分と欠陥信号成
分との位相が接近している場合もその分離が可能である
。
第１図は本発明の渦流探傷装置のブロック回、第２図は
本発明の方法の原理説明図、第３図は従来の渦流探傷装
置の説明図、第４図は位相弁別法の原理説明図、第５．
６図はｖ、、 Ｖｂの選択の説明図、第７図はθ方向の
Ｓ／Ｎ比の説明図である。 ２２・・・探傷コイル ２４ａ、２４ｂ・・・移相器
２５．２６・・・同期検波器 ２８ａ 、 ２８ｂ・・
・加算器 ２９・・・除算器３０・・・極座標変ｌ＃！
器 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫筈 １ 目 ｙ４２ 因 添 ３ 図 答 ４ 図 筈 ５ 図 ス；６７２ 第 ７ 口
本発明の方法の原理説明図、第３図は従来の渦流探傷装
置の説明図、第４図は位相弁別法の原理説明図、第５．
６図はｖ、、 Ｖｂの選択の説明図、第７図はθ方向の
Ｓ／Ｎ比の説明図である。 ２２・・・探傷コイル ２４ａ、２４ｂ・・・移相器
２５．２６・・・同期検波器 ２８ａ 、 ２８ｂ・・
・加算器 ２９・・・除算器３０・・・極座標変ｌ＃！
器 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理士
河 野 登 夫筈 １ 目 ｙ４２ 因 添 ３ 図 答 ４ 図 筈 ５ 図 ス；６７２ 第 ７ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、位相弁別された２つの電気信号を用いて欠陥を検出
する渦流探傷方法において、前記電気信号夫々に適宜の
値を加算し、それによって得た２つの和信号で示される
ベクトルの位相角を極座標変換して求め、該位相角の大
きさに基づいて欠陥の検出をすることを特徴とする渦流
探傷方法。 ２、位相弁別方式の渦流探傷装置において、位相弁別さ
れた２つの電気信号夫々に対し各別の値を加算する２つ
の加算器と、２つの加算器が各出力する和信号の商を算
出する除算器と、除算器が出力する商信号のｔａｎ＾−
＾１を算出する極座標変換器とを具備することを特徴と
する渦流探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058589A JPH01232254A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 渦流探傷方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63058589A JPH01232254A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 渦流探傷方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232254A true JPH01232254A (ja) | 1989-09-18 |
Family
ID=13088667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63058589A Pending JPH01232254A (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | 渦流探傷方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01232254A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009019909A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hitachi Ltd | 欠陥識別方法及び欠陥識別装置 |
| JP2010266215A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Toshiba Corp | 渦電流探傷信号評価装置、当該装置を備えた渦電流探傷試験装置および渦電流探傷信号評価方法 |
| JP2016011893A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 新日鐵住金株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
| US11307173B1 (en) | 2019-08-20 | 2022-04-19 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for inspection of tubular goods |
| US11402351B1 (en) | 2019-08-20 | 2022-08-02 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for discriminate high-speed inspection of tubulars |
| US11402352B1 (en) | 2019-08-20 | 2022-08-02 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for inspecting tubulars employing flexible inspection shoes |
| US12031945B1 (en) | 2019-08-20 | 2024-07-09 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for inspecting tubulars of different sizes |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP63058589A patent/JPH01232254A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009019909A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hitachi Ltd | 欠陥識別方法及び欠陥識別装置 |
| JP2010266215A (ja) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Toshiba Corp | 渦電流探傷信号評価装置、当該装置を備えた渦電流探傷試験装置および渦電流探傷信号評価方法 |
| JP2016011893A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 新日鐵住金株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
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| US11402351B1 (en) | 2019-08-20 | 2022-08-02 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for discriminate high-speed inspection of tubulars |
| US11402352B1 (en) | 2019-08-20 | 2022-08-02 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for inspecting tubulars employing flexible inspection shoes |
| US11874253B1 (en) | 2019-08-20 | 2024-01-16 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for discriminate high-speed inspection of tubulars |
| US12031945B1 (en) | 2019-08-20 | 2024-07-09 | Scan Systems Corp. | Apparatus, systems, and methods for inspecting tubulars of different sizes |
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