JPH0210151A

JPH0210151A - 磁気探傷装置

Info

Publication number: JPH0210151A
Application number: JP15818388A
Authority: JP
Inventors: Eiji Shimomura; 英二霜村; Kazuo Yamada; 一夫山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1990-01-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は磁気を利用して被検査体の欠陥・傷等の検出を
行う磁気探傷装置に関する。

（従来の技術）この種の装置としては、例えば鋳造品等の金属製品の非
破壊検査のために広く利用され、従来より、磁性粉探傷
法や交流磁気探傷法等に基づく装置が実用化されている
。

前者は、磁界か加えられた被検査体の表面やその近くに
傷があると傷部分から磁束が漏れるため、磁性粉を表面
に散布するとその傷部分に磁性粉が吸引される現象を利
用している。

一方、後者は、コイルに高周波電流を流して発生する高
周波磁界を被検査体に作用させると、その磁界を打ち消
すように非検査体内に渦電流が流れ、その渦電流の分布
や強さが非検査体の傷により影響を受けるため、これを
上記コイルのインピーダンスや別に設けた二次コイルの
誘導起電力に基づき検出するものである。また商用周波
数程度の交流電流を用いる場合もあり、この場合には上
記渦電流の変化のみならずヒステリシスの変化をも検出
する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前者の磁性粉探傷法では、被検査体の表
面に吸着された磁性粉の分布形状等と、被検査体内の傷
の形状・大きさ等との対応関係を定量的に確定させるこ
とが困難で、勢い経験や勘に頼り勝ちとなって探傷精度
の上での問題がある。

一方、後者の交流磁気探傷法では、被検査体の局部的形
状変化に柔軟に対応できず、また肉厚のある被検査体で
は侵入する磁界が深部にいくに従い少なくなって一定で
はないので、検出感度が傷の大きさ、形状に十分対応で
きない問題がある。

しかも高周波磁界を作用させる場合には、表皮効果によ
り内部探傷が困難になり、しかも被検査体が磁性体であ
るときには雑音を発生し易く、これを避けるには例えば
被検査体を直流で強く磁化して磁気飽和させた状態て探
傷を行わねばならない等の種々の問題がある。

そこで、本発明の目的は、探傷精度か高く、また被検査
体の形状を問わず、しかも雑音の影響を受けることなく
深部の探傷も可能にできる磁気探傷装置を提供するにあ
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の磁気探傷装置は、互いに同一の検査電流が流さ
れる第１及び第２の一次コイルと、被検査体を介して第
１の一次コイルと磁気的に結合する第１の二次コイルと
、基準体を介して第２の一次コイルと磁気的に結合する
第２の二次コイルとを設け、両一次コイルに検査電流を
流したときに両二次コイルに誘導される誘導起電力差に
基づき前記被検査体の探傷を行うようにしたところに特
徴を有するものである。

また、上記第２の一次コイル及び二次コイルに代え、一
次コイルに検査電流が流された場合において被検査体が
正常であるときに二次コイルに誘導される誘導起電力に
対応する基準信号を出力する基準信号記憶装置を設け、
検査電流を一次コイルに流したときに二次コイルに誘導
される誘導起電力に基づく信号と基準信号記憶装置の基
準信号との差により被検査体の探傷を行うようにするこ
ともできる。

（作用）一次コイル及び二次コイルを２対設けるようにした場合
、各対の二次コイルは被検査体及び基準体を夫々介して
各対の一次コイルと磁気的に結合しているから、被検査
体に傷がなく基準体と同等の品質である場合には、一次
コイルに検査電流を流したとき、各二次コイルに誘導さ
れる誘導起電力は同等になり、したがって誘導起電力差
は生じない。しかし、被検査体に傷があるときには、被
検査体側の二次コイルに鎖交する磁束と基準体側の二次
コイルに鎖交する磁束とに差が生じ、これが傷の体積・
形状に応じた誘導起電力差として現れる。

また、第２の一次コイル及び二次コイルに代えて基準信
号記憶装置を設けた場合には、被検査体に傷がないとき
には二次コイルに誘導される誘導起電力に基づく信号が
基準信号記憶装置からの基準信号と同等になり、傷があ
るときには誘導起電力に基づく信号と基準信号とに差が
現われるようになる。

（実施例）以下、本発明の第１実施例につき第１図ないし第３図を
参照して説明する。

全体的構成は第２図に示してあり、２組のコイル群を備
える。第１刊のコイル群は、第１の一次コイル１及び第
１の二次コイル２　（共に第１図にのみ図示）をボビン
３に同心に巻回して構成され、第２組のコイル群は第２
の一次コイル４及び第２の二次コイル５をボビン６にや
はり同心に巻回して構成されている。両一次コイル１．
４は互いに同一寸法・同一断面積・同一巻回数で、両二
次コイル２５もやはり互いに同一寸法・同一断面積・・
同一巻回数である。これらのうち第１及び第２の各一次
コイル１．４は、電源７に対し保護抵抗８を介して直列
接続され、電源７から互いに同一の検査電流が同方向に
流されるようになっている。

一方、第１及び第２の各二次コイル２，５は、互いに逆
直列に接続され、積分器９に接続されている。そして各
組のコイル群は、磁気的な相互干渉を排除するため、互
いに軸心を直交させるように配置されている。

さて、次に上記構成の探傷装置にて磁性材金属製の被検
査体１０の非破壊検査を行う手順について説明する。被
検査体１０を第１の一次及び二次コイル１，２を巻回し
たボビン３中に挿入して所定位置に配置する。一方、予
め選んだ基準体１１を第２の一次及び二次コイル４，５
を巻回したボビン６内に挿入して同一の位置に配置する
。この基準体１１は、被検査体１０と同一の材質、形状
体積であって傷等の欠陥がないまたは少ないものを使用
し、例えば破壊検査により信頼性が確認されたロフトの
中から選択することができる。このような配置状態にお
いて、電源７から両一次コイル１，４に例えば５）ＩＺ
以下の準・直流を流す。これにより、両コイル１，４に
同一の検査電流が流れ、被検査体１０及び基準体１１に
同一位相・同一振幅の磁界が作用することになるから、
両者に磁束Φが誘起されて各二次コイル２，５にその磁
束Φの変化率に応じた誘導起電力が発生することになる
。ここで、誘導起電力は積分器９にて積分される構成で
あるから、積分器９の出力信号は磁束Φに対応し、しか
も各二次コイル２，５は逆直列に接続されているから、
結局、積分器９の出力信号は被検査体１０及び基準体１
１に誘起される各磁束Φの差に対応した信号となる。

従って、被検査体１０に傷、鋳造時の巣等が含まれず、
基準体１１と同等の品質であるならば、積分器９からの
信号は零となる。しかし、被検査体１０に傷等が含まれ
る場合には、その部分において母材が失われているので
、被検査体１０と基準体１１とに磁界により誘起される
磁束Φにはその傷の体積等に応じて差が生ずる。これを
、例えばオッシロスコープ１２にて、縦軸に積分器９の
出力（磁束Φ）をとり横軸に電流（磁界の強さＨ）をと
ることにより準直流ヒステリシス図形を描かせて観察す
れば基準体１１の良否を定量的に判別することができる
。即ち、被検査体１０の傷が少なく両者に誘起される磁
束Φの差が少なければ、ヒステリシス図形は第３図（ａ
）に示すようになり、傷か多い場合には同図（ｂ）に示
すようになる。同図（ｂ）は、（ａ）の場合の約４倍の
傷を含んでいることを示している。逆に、被検査体１０
に傷が極めて少なく基準体１１よりも高品質であるとき
には、横軸を対称軸にして上下反転した図形が描かれる
。

尚、検査電流の周波数を高くすると、被検査体１０、基
準体１１に渦電流が発生し、両者の渦電流の量、流れ方
の違いが誤差となって検出された磁束量、ヒステリシス
図形と傷との量的対応を阻害するので好ましくない。こ
のため検査電流は５Ｈ２以下、望ましくは０．０１−０
．０４Ｈ２程度がよい。

第４図は本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例と
の相違は、上述した第２の一次コイル４及び二次コイル
５を省略し、これに代えて基準信号記憶装置１３を設け
たところにある。この基準信号記憶装置１３は例えばデ
ィジタルメモリーＤＭ９０１（岩崎通信機器製）を用い
ることができ、これから出力される基準信号は、第１の
一次コイル１に検査電流を流した場合において被検査体
１０が正常であるときに二次コイル２に誘導される誘導
起電力と同等の電圧波形である。この波形を得るために
、被検査体１０に代えて基準体１１をボビン３内に挿入
した状態で一次コイル１に所定の検査電流を流し、その
ときに二次コイル２に誘導される誘導起電力に基づく電
圧波形か基準信号記憶装置１３内のメモリーに記憶され
ている。この記憶された電圧波形は被検査体１０をボビ
ン３内に挿入したときに、検査電流と同期して読み出さ
れ、被検査体１０をボビン３内に配置した状態で検査電
流を流したときに二次コイル２に誘導される誘導起電力
に基づく電圧波形と合成され、その差が積分器９により
積分されて検出される。このように構成しても、前記第
１実施例と同様な効果を得ることができることは勿論で
あり、その上、装置全体か簡素化されて小型・軽量化を
図ることが可能となる。

尚、前記第１実施例ではオッシロスコープを利用した場
合について示したが、本発明はこれに限られず、例えば
定周波数の検査電流のもとて積分器９の出力電圧を時間
積分し、その出力値を基準値と比較して合否を判定する
構成としてもよく、また検査電流としては必ずしも正弦
波交流でなくとも脈流、三角波等であってもよい。また
第２の実施例において、基準信号記憶装置１３は基準信
号として電圧波形を記憶させた場合について示したが、
ヒステリシス図形を記憶させてもよく、この場合には二
次コイル２の誘導起電力を積分器９で積分した信号と基
準ヒステリシス図形信号との差を検出する。更に基準信
号記憶装置１３の基準信号は人為的に作成、記憶させて
もよい。

［発明の効果コ本発明は以上述べたように、一次及び二次の両コイルか
被検査体を介して磁気的に結合している場合と、基準体
を介して結合している場合との誘導起電力差に基づき探
傷を行うものであるから、内部欠陥を非破壊で且つ高精
度・定量的に検出することができ、しかも被検査体が磁
性材であるが非磁性体であるかを問わずに判断すること
ができるという優れた効果を奏するものである。

また、第２の一次及び二次コイルに代えて基準電圧信号
記憶装置を設けた場合には、装置全体の一層の小形化を
可能にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は全体構成を概念的に示す回路図、第２図は斜視図、第
３図は被検査体に傷がある場合のオッシロ波形図、第４
図は本発明の第２実施例を示す第１図相当図である。図面中、１は第１の一次コイル、２は第１の二次コイル
、４は第２の一次コイル、５は第２の二次コイル、１０
は被検査体、１１は基準体、１３は基準電圧信号記憶装
置である。

Claims

【特許請求の範囲】１、互いに同一の検査電流が流される第１及び第２の一
次コイルと、被検査体を介して前記第１の一次コイルと
磁気的に結合する第１の二次コイルと、基準体を介して
前記第２の一次コイルと磁気的に結合する第２の二次コ
イルとを備え、前記両一次コイルに検査電流を流したと
きに前記両二次コイルに誘導される誘導起電力差に基づ
き前記被検査体の探傷を行うことを特徴とする磁気探傷
装置。２、検査電流が流される一次コイルと、被検査体を介し
て前記一次コイルと磁気的に結合する二次コイルと、前
記一次コイルに前記検査電流が流された場合において被
検査体が正常であるときに前記二次コイルに誘導される
誘導起電力に基づく信号と同等の基準信号を出力する基
準信号記憶装置とを備え、前記検査電流を前記一次コイ
ルに流したときに前記被検査体を介して前記二次コイル
に誘導される誘導起電力に基づく信号と前記基準信号記
憶装置の基準信号との差により前記被検査体の探傷を行
うことを特徴とする磁気探傷装置。