JPH03259741A - 離隔渦流探傷装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば管なとの腐食減肉を検査するためた
めなどに用いられる離隔渦流探傷装置に関する。

従来の技術 離隔渦流探傷法は、リモートフィールド渦流探傷法とも
呼ばれ、たとえば金属製管内に励磁コイルと検出コイル
とをその管軸方向に間隔をあけて配置し、この励磁コイ
ルと検出コイルとの間隔は、励磁コイルからの直接の磁
束が検出コイルに及ばないように、たとえば管径の２〜
３倍の距離を隔てて配置し、励磁コイルからの磁束が管
を貫通して外部空間を通り、再び管を貫通して検出コイ
ルによって検出され、この磁束グ）電磁波は、管を通過
するときの速度の方が外部空間である空中を通過すると
きの速度に比べて大幅に小さく、したがってその伝播時
間、すなわち励磁コイルの励磁信号と検出コイルの検出
信号との位相差が、管の厚さに依存し、このことから、
位相差に対応した管の腐食減肉を検出する。

発明が解決しようとする課題 このような離隔渦流探傷法を行う装置では、たとえば被
検出物体である管か鋼管てあ−）で、そグ）平均透磁率
が異なるときには、その透磁率に依存して位相差が変化
し、そのため腐食減肉状態を定量評価することができな
いという問題がある。

本発明の目的は、被検出物体の透磁率の差異にかかわら
す、渦流探傷を行うことがてきるようにした離隔渦流探
傷装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、励磁コイルからの磁束が被検出物体を貫通し
て外部空間を通り、再び被検出物体を貫通して検出コイ
ルによって検出される離隔渦流探傷装置において、 励磁コイルの励磁信号と、検出コイルの検出信号との位
相差を表す位相差信号を発生する位相差検出手段と、 検出コイルの検出信号の振幅を表ず振幅信号を発生する
振幅検出手段と、 位相差検出手段からの位相差信号と、振幅検出手段から
の振幅信号とを加算する加算手段とを含むことを特徴と
する離隔渦流探傷装置である。

作　　用 本発明に従えば、位相差検出手段によって検出される励
磁コイルの励磁信号と検出コイルの検出信号との位相差
は、被検出物体、たとえば鋼管などの透磁率μが大きく
なるにつれて、単調増加する。

振幅検出手段によ−）で検出される検出コイルの検出信
号の振幅は、被検出物体の透磁率μが大きくなるに−）
れて、単調減少する。

加算手段ては、予め励磁電圧などを選択して振幅信号を
適度の大きさに調整の上、この位相差信号と振幅信号と
を加算し、これによって被検出物体の透磁率μの変化に
かかわらず、その被検出物体の肉厚のみに依存したレヘ
ルを有する信号を導出する。したがって被検出物体の透
磁率に差異があっても、腐食減肉などの傷を検出するこ
とができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体の電気回路図である
。離隔渦流探傷法を行うために、励磁コイルＥと検出コ
イルＲとが設けられる。

第２図は、第１図に示される実施例の原理を説明するた
めの断面図である。地中に埋設されている鋼管などの管
１０の腐食減肉状態を検査するために、本発明に従う離
隔渦流探傷装置が用いられる。励磁コイルＥと検出コイ
ルＲとは、それらの管軸く第２図の左右方向〉の距離を
一定に保ち、矢符］１の方向に移動することによって、
管１０の腐食減肉を検査することができる。励磁コイル
Ｅと検出コイルＲとの軸方向に沿う間隔は、励磁コイル
Ｅかへの直接の磁束が検出コイルＲによって検出されな
いように、−船釣には、たとえば管径の２〜３倍の距離
を隔てて配置される。励磁コイルＥからの磁束］２は、
管１０を貫通して空中である外部空間］３を通り、再び
被検出物体である管１０を貫通して検出コイルＲに到達
する。この磁束１−２である電磁波の速度は、管１０内
の方が外部空間に比べて大幅に小さいので、その伝播時
間、ずなわち励磁コイルＥの励磁信号と検出コイルＲの
検出信号との位相差は、管］０の厚みに対応する。励磁
信号と検出信号とはラインＰ＋Ｑをそれぞれ介して、導
がれる。

励磁コイルＥによって正弦波状の磁界が仮想無限導体で
ある管１０を浸透するときの基本的な表皮効果の式は第
１式の通りである。

Ｂ　＝　Ｂｏｅｘｐ（−ｄｉ）・ｓ　ｉ　ｎ（２πｆ　
ｔ−ｄ５正）・・・（１） ここて、ｄは管１０の厚み方向の深さ、Ｂは深さｔにお
ける磁束密度、ＢＬ、は表面の磁束密度、ｆは周波数、
μは管１０の透磁率、σは導電率、ｔは時間である。

この第１式から、位相差信号と振幅信号との位相の遅れ
すなわち位相差へ〇は、第２式で示される。

ΔθヱａＪｉ薪玉　　　　　　　　　　　　　・・（２
）すなわち位相差Δθは、管１０の透磁率μに間して単
調増加である。

検出コイルＲの検出信号の振幅である電圧■は、第３式
で示される。

Ｖ　ｃｃ　ｅ　ｘｐ　（−ｄ５　）　　　　　　　　　
　−（３）すなわち検出信号の振幅■は、透磁率μに関
して単調減少である。本発明ては、このような第２式お
よび第３式の現象を利用する。

再び第１図を参照して、発振回路１５は、たとえば２０
〜８０Ｈｚ、好ましくは、３０〜４０　Ｈ７で発振し、
その出力は増幅回路１６によって増幅され、励磁信号と
してラインｐを介して励磁コイルＥに与えられる。

検出コイルＲからの検出信号はライン（Ｉを経て、ロー
パスフィルタ１７に与えられ、このローパスフィルタ１
７によって発振回路１５の発振周波数を越える周波数成
分を遮断する。ローパスフィルタ１７の出力は、増幅回
路１８において増幅され、バンドパスフィルタ１つに与
えられる。バンドパスフィルタ１つは、発振回路１５の
発振周波数の成分たけを通過さぜる。バンドパスフィル
タ１つの出力は波形整形回路２０に与えられて、方形波
に整形される。位相比較回路２１には、励磁コイルＥに
与えられる増幅回路１６からの励磁信号と波形整形回路
２０から導出される信号とは与えられて、励磁信号と検
出信号との位相差を表す信号かライン２２から導出され
、バイパスフィルタ２３に与えられる。バイパスフィル
タ２３は、ライン２２を介する位相差信号に含まれる直
流成分を遮断する。波形整形回路２０からの信号はまた
、もう１つのバイパスフィルタ２４に与えられて、検出
信号に含まれている直流成分が遮断される。

バイパスフィルタ２３．２４の出力は加算回路２５にお
いて加算され、その加算された信号のレベルが表示手段
２６において目視表示される。

第３図は、位相比較回路２１からライン２２に導出され
る位相差信号の波形を示す。第３図（］）に示されるよ
うに、管１０の透磁率μが小さいときには、傷８（前述
の第２図参照）の深さに対応するレベル■］が得られる
。

管１０の透磁率μが大きいときには、傷８に対応して第
３図〈２）に示されるように位相差信号のレベル■３は
大きい。このとき直流レベルは参照符■４で示される。

こうして位相差信号のレベルＶ］、、ＶＢは、透磁率μ
の単調増加である。

第４図は、透磁率μと位相差△θとの関係を示ずグラフ
である。前述のように位相差Δθは透磁率ノ１の単調増
加であり、ライン！１て示される管２の傷８が深い減肉
時には、位相差△θが大きくなり、ラインｐ２の特性が
得られる。

第５図は、検出コイルＲによってラインｑを介して得ら
れる検出信号のレベルを示す。管１０の透磁率μが小さ
いときには、傷８に対応した検出信号レベル■５は大き
く、このとき直流レベルは参照符■６て示されている。

透磁率μが大きいとき、検出信号のレベル■７は小さく
、このときの直流レベルは参照符■８で示されている。

第６図は、管］０の透磁率Ｉｔと検出コイルＲから得ら
れる検出信号のレベル、ずなわち振幅との関係を示すグ
ラフである。透磁率μが増大するにつれて検出信号レベ
ルは単調減少する。傷８が大きい減肉時にはライン１４
て示されるように、その検出信号レベルが増大する。

こうして位相差信号のレベルと検出信号のレベルである
振幅とは、減肉時においていずれも増大する。なお前述
の位相差信号に含まれている直流成分Ｖ６．Ｖ８はバイ
パスフィルタ２３によって除去される。また検出信号に
含まれている直流成分Ｖ２．Ｖ４は、波形整形回路２０
において波形整形された後、バイパスフィルタ２４にお
いて除去される。

第７図を参照して、加算回路２５から出力される信号の
レベルは、透磁率μに依存して、第７図に示される。傷
８が小さいときには、位相差信号の第４図に示されるラ
インｒ１と検出信号の振幅のライン１３との和である特
性ラインク５が得られる。傷８が生しているときには、
その傷の深さに応して、位相差信号の第４図におけるラ
イン１２と検出信号の振幅である第６図のライン１４と
の和である特性ラインｐ６が得られる。このことから、
加算回路２５から導出される信号のレベルは管］０の透
磁率μに（衣存せず、しかも傷８の深さに依存したレベ
ルを有することが理解される。

表示手段２６は、この加算回路２５の出力のレベルを表
し、これによって傷８の有無およびその傷８の深さを表
示する。

なお、ライン１３．　Ｉ！　４はそれぞれラインｐ１１
２を加算してライン９５．１６がほぼ平準な値になるよ
う、予め励磁電圧の選択などによりその大きさを調整し
ておく。

本件発明者の実験結果を示す。バイパスフィルタ２３を
介する位相差信号は、管１−０の透磁率μが大きいとき
第８図（１）の波形が得られ、その透磁率μが小さとき
第８図（２）グ）波形が得られる。これによって同一の
傷８に対応する波形のｌ／ベルは、透磁率μに依存する
ことが理解される。

波形整形回路２０およびバイパスフィルタ２４を介する
検出信号は、管１０の透磁率が大きいとき第９図（１）
で示されるように、その振幅が小さく、また透磁率μが
小さいときには第９図（２）で示されるようにその傷８
に対応する振幅が大きい。加算回路２５では、透磁率が
大きいとき第８図（１〉および第９図（１）で示される
波形が加算されて第１０図（１）の波形が得られ、透磁
率が小さいとき第８図（２）および第９図（２）の波形
が加算されて第１０図（２）の波形か得られる。このよ
うにして、管１０の透磁率に依存することなく、傷８の
深さに依存したレベルを有する信号が加算回路２５から
得られることがわがる。

本発明は、管の渦流探傷を行うたけてなく、その他の被
検出物体の渦流探傷を行うために、広範囲に実施するこ
とができる。

発明の効果 以北り）ように本発明によれば、位相差検出手段からの
位相差信号は、被検出物体の透磁率μに関して単調増加
であり、また振幅検出手段からの検出コイルの検出信号
の振幅は、透磁率μに関して単調減少であり、これらの
位相差信号と振幅信号とを加算することによって、透磁
率μのばらつきにかかわらず、被検出物体の厚みだけに
依存しなレベルを有する信号を、加算手段から得ること
ができる。このようにして、被検出物体グ）透磁率μに
依存することなく、たとえば腐食減肉などの検出を行う
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体のブロック図１ 第２図は離隔渦流探傷装置の原理を説明するための断面
図、第３図は位相差信号のレベルを示す図、第１１図は
管］０の透磁率と位相差△θとの関係を示すグラフ、第
５図は検出信号のレベルである振幅を示す波形図、第６
図は管１０の透磁率μに対応する検出信号の振幅を示す
図、第７図は加算回路２５のレベルを透磁率μに対応し
て示す図、第８図は本件発明者の実験による位相差信号
の波形図、第９図は本件発明者の実験による検出信号の
波形図、第１０図は本件発明者の実験による加算回路２
５の出力信号の波形図である。 １０・管、１５・・・発振回路、２１−・・−位相比較
回路、２５・・加算回路、２６・・・表示手段、Ｅ・・
・励磁コイル、Ｒ・・・検出コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 励磁コイルからの磁束が被検出物体を貫通して外部空間
   を通り、再び被検出物体を貫通して検出コイルによつて
   検出される離隔渦流探傷装置において、 励磁コイルの励磁信号と、検出コイルの検出信号との位
   相差を表す位相差信号を発生する位相差検出手段と、 検出コイルの検出信号の振幅を表す振幅信号を発生する
   振幅検出手段と、 位相差検出手段からの位相差信号と、振幅検出手段から
   の振幅信号とを加算する加算手段とを含むことを特徴と
   する離隔渦流探傷装置。