JPH0379662B2 - - Google Patents
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- JPH0379662B2 JPH0379662B2 JP58225527A JP22552783A JPH0379662B2 JP H0379662 B2 JPH0379662 B2 JP H0379662B2 JP 58225527 A JP58225527 A JP 58225527A JP 22552783 A JP22552783 A JP 22552783A JP H0379662 B2 JPH0379662 B2 JP H0379662B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
- G01V3/104—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils
- G01V3/105—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
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- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9046—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は渦電流プローブの出力信号を補償する
方法および装置に関する。
方法および装置に関する。
従来の渦電流測定法による金属管の非破壊検査
では渦電流プローブは１つ以上の入力巻き線すな
わち１次巻き線と１つ以上の出力巻き線すなわち
２次巻き線を有し検査される金属管の表面に沿つ
て移動される。渦電流プローブの出力信号を観測
してプローブ出力信号の位相角変化を測定する。
このような位相角の変化は管壁内の異常もしくは
管壁厚さの変化を示している。実際は渦電流プロ
ーブの巻き線と管の各部の表面はごく僅かな間隔
を保つている。既知の方法により、渦電流プロー
ブと金属管の一方もしくは両方を動かして渦電流
プローブと金属管の表面との間隔が変化しないよ
うにすることは事実上困難である。この間隔の変
化はリフト・オフとして知られ、プローブ出力信
号の大きさと位相の変化の原因になる。このため
渦電流検査信号からプローブのリフト・オフの影
響を取り除くための方法と装置の開発に長年多大
な努力が捧げられてきた。
では渦電流プローブは１つ以上の入力巻き線すな
わち１次巻き線と１つ以上の出力巻き線すなわち
２次巻き線を有し検査される金属管の表面に沿つ
て移動される。渦電流プローブの出力信号を観測
してプローブ出力信号の位相角変化を測定する。
このような位相角の変化は管壁内の異常もしくは
管壁厚さの変化を示している。実際は渦電流プロ
ーブの巻き線と管の各部の表面はごく僅かな間隔
を保つている。既知の方法により、渦電流プロー
ブと金属管の一方もしくは両方を動かして渦電流
プローブと金属管の表面との間隔が変化しないよ
うにすることは事実上困難である。この間隔の変
化はリフト・オフとして知られ、プローブ出力信
号の大きさと位相の変化の原因になる。このため
渦電流検査信号からプローブのリフト・オフの影
響を取り除くための方法と装置の開発に長年多大
な努力が捧げられてきた。
上記目的達成のため比較的簡単で、安価で信頼
性があり、しかも使いやすく産業化に適した装置
を開発した。
性があり、しかも使いやすく産業化に適した装置
を開発した。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第１図は反射型渦電流プローブの出力信号変
化の既知の特性を検査金属試料表面からのプロー
ブのリフト・オフすなわち分離の関数として示し
ている。それぞれの曲線は、それぞれの等級すな
わちＰ−110等級およびＮ−80等級の鋼でできた
試料鋼管について渦電流プローブ出力信号の複素
数の軌跡を、リフトオフの関数として表わしてい
る。他の等級の鋼の場合も同一ではないが類似の
曲線となる。したがつて、多くの種々の等級の金
属の曲線は一連の曲線群となる。それら曲線群の
それぞれの左端は原点Ｏから始まり、有効なリフ
ト・オフ範囲で直線となる。この原点での曲線は
最大リフト・オフ距離を表わす。この最大リフ
ト・オフ距離では金属試料は渦電流プローブのイ
ンピーダンスに観察されうる影響を実質的に与え
ない。曲線の右側部分は金属試料表面からの渦電
流プローブの最小リフト・オフ距離を表わしてい
る。例えばＰ−110等級鋼の曲線を見ると、点ａ
はあるリフトオフ距離に相当し、点ｂはより小さ
い異なるリフトオフ距離を示している。ベクトル
Ｏ−ａおよびベクトルＯ−ｂはリフト・オフ距離
“ａ”およびリフト・オフ距離“ｂ”での渦電流
プローブ出力電圧に相当し、それぞれ大きさと位
相が異なる。試料Ｎ−80等級鋼の曲線上の点ｃお
よび点ｄまでのベクトルＯ−ｃおよびベクトルＯ
−ｄもそれぞれのリフト・オフ距離に応じて大き
さと位相が変化するという同様の特徴を表わして
いる。そして、金属試料の異常もしくはその壁厚
を示すのが観測された渦電流プローブ出力信号の
位相であるから、それぞれの曲線に関して図示さ
れた位相角の変化は検査信号の誤りや混乱の原因
になる。
る。第１図は反射型渦電流プローブの出力信号変
化の既知の特性を検査金属試料表面からのプロー
ブのリフト・オフすなわち分離の関数として示し
ている。それぞれの曲線は、それぞれの等級すな
わちＰ−110等級およびＮ−80等級の鋼でできた
試料鋼管について渦電流プローブ出力信号の複素
数の軌跡を、リフトオフの関数として表わしてい
る。他の等級の鋼の場合も同一ではないが類似の
曲線となる。したがつて、多くの種々の等級の金
属の曲線は一連の曲線群となる。それら曲線群の
それぞれの左端は原点Ｏから始まり、有効なリフ
ト・オフ範囲で直線となる。この原点での曲線は
最大リフト・オフ距離を表わす。この最大リフ
ト・オフ距離では金属試料は渦電流プローブのイ
ンピーダンスに観察されうる影響を実質的に与え
ない。曲線の右側部分は金属試料表面からの渦電
流プローブの最小リフト・オフ距離を表わしてい
る。例えばＰ−110等級鋼の曲線を見ると、点ａ
はあるリフトオフ距離に相当し、点ｂはより小さ
い異なるリフトオフ距離を示している。ベクトル
Ｏ−ａおよびベクトルＯ−ｂはリフト・オフ距離
“ａ”およびリフト・オフ距離“ｂ”での渦電流
プローブ出力電圧に相当し、それぞれ大きさと位
相が異なる。試料Ｎ−80等級鋼の曲線上の点ｃお
よび点ｄまでのベクトルＯ−ｃおよびベクトルＯ
−ｄもそれぞれのリフト・オフ距離に応じて大き
さと位相が変化するという同様の特徴を表わして
いる。そして、金属試料の異常もしくはその壁厚
を示すのが観測された渦電流プローブ出力信号の
位相であるから、それぞれの曲線に関して図示さ
れた位相角の変化は検査信号の誤りや混乱の原因
になる。
第１図はそれぞれの曲線は座標軸に対してそれ
ぞれの角度で直線に接近していることがわかる。
第１図の破線６および破線８に示すように、それ
ぞれの曲線のほぼ直線の部分を左側に延長すると
点O′で交差する。他の等級の鋼のそれぞれの曲
線のほぼ直線の部分の延長線もまた点O′で交差
する。
ぞれの角度で直線に接近していることがわかる。
第１図の破線６および破線８に示すように、それ
ぞれの曲線のほぼ直線の部分を左側に延長すると
点O′で交差する。他の等級の鋼のそれぞれの曲
線のほぼ直線の部分の延長線もまた点O′で交差
する。
ある金属試料のリフト・オフの関数としての位
相角変化を最小限にする（理想的には取り除く）
ための本発明による補償方法の概念を第２図に表
わす。基本的には原点Ｏおよび２曲線上のすべて
の点にベクトルO′−Ｏを加える。これは原点Ｏ
を点O″に移動し、Ｐ−110曲線およびＮ−80の曲
線を第２図のような位置に同様に移動することで
ある。言いかえれば曲線のこの新しい原点O″は
交点O′と原点とを貫く延長直線上にあつて、原
点Ｏから交点O′までの距離と等距離にある。原
点ＯからＰ−110曲線上のリフト・オフ点“ａ”
までのベクトルＯ−ａおよび原点ＯからＰ−110
曲線上のリフト・オフ点“ｂ”までのベクトルＯ
−ｂはともにほぼ同一位相角であることが第２図
に表わされている。この条件はＰ−110等級鋼の
曲線のほぼ直線の部分のどの位置でも同様であ
る。同様にＮ−80等級鋼の曲線上の原点Ｏからリ
フト・オフ点“ｃ”までのベクトルＯ−ｃは原点
Ｏからリフト・オフ点“ｄ”までのベクトルＯ−
ｄとほぼ同一位相角である。第１図および第２図
の曲線の直線部分は実際上の操作範囲を示してい
る。従がつて渦電流プローブ出力信号の位相角は
一定で、リフト・オフの影響を受けない検査信号
が得られる。第２図における一連の曲線のそれぞ
れに基づく位相角はそれぞれ異なることに注意さ
れたい。渦電流プローブ出力信号の振幅は金属試
料の異常の検出には用いられないので振幅の大き
さの変化は無関係である。
相角変化を最小限にする（理想的には取り除く）
ための本発明による補償方法の概念を第２図に表
わす。基本的には原点Ｏおよび２曲線上のすべて
の点にベクトルO′−Ｏを加える。これは原点Ｏ
を点O″に移動し、Ｐ−110曲線およびＮ−80の曲
線を第２図のような位置に同様に移動することで
ある。言いかえれば曲線のこの新しい原点O″は
交点O′と原点とを貫く延長直線上にあつて、原
点Ｏから交点O′までの距離と等距離にある。原
点ＯからＰ−110曲線上のリフト・オフ点“ａ”
までのベクトルＯ−ａおよび原点ＯからＰ−110
曲線上のリフト・オフ点“ｂ”までのベクトルＯ
−ｂはともにほぼ同一位相角であることが第２図
に表わされている。この条件はＰ−110等級鋼の
曲線のほぼ直線の部分のどの位置でも同様であ
る。同様にＮ−80等級鋼の曲線上の原点Ｏからリ
フト・オフ点“ｃ”までのベクトルＯ−ｃは原点
Ｏからリフト・オフ点“ｄ”までのベクトルＯ−
ｄとほぼ同一位相角である。第１図および第２図
の曲線の直線部分は実際上の操作範囲を示してい
る。従がつて渦電流プローブ出力信号の位相角は
一定で、リフト・オフの影響を受けない検査信号
が得られる。第２図における一連の曲線のそれぞ
れに基づく位相角はそれぞれ異なることに注意さ
れたい。渦電流プローブ出力信号の振幅は金属試
料の異常の検出には用いられないので振幅の大き
さの変化は無関係である。
第１図はそれぞれの位置から対応する第２図の
それぞれの位置へＰ−110曲線およびＮ−80曲線
を移動するに際しそれぞれの曲線は原点Ｏの囲り
を回転しないことにも注意されたい。
それぞれの位置へＰ−110曲線およびＮ−80曲線
を移動するに際しそれぞれの曲線は原点Ｏの囲り
を回転しないことにも注意されたい。
渦電流プローブ出力信号の合成軌跡上の点を移
動するには多様な方法がある。本発明は基本的に
渦電流プローブ出力信号に第１図のベクトルＯ−
O′に相当する振幅と位相を有する補償信号を加
えることを特徴としている。第３図に本発明の好
適な実施例を示す、それによると、渦電流プロー
ブ１０の入力すなわち１次巻き線は１対のコイル
１２およびコイル１４を備え、渦電流プローブ１
０の出力すなわち２次巻き線は直列にかつ反対の
巻回方向になるように接続されたコイル１８およ
びコイル２０を備えている。本実施例の具体例は
渦電流プローブの４つのコイルはそれぞれ36番線
を150回巻いたものである。10KHzの電源２４は
例えば同軸ケーブル２６と抵抗３０を介して１対
の入力コイル１２および１４に接続されている。
コイル１４の下端は同軸ケーブル２６の接地線を
介して接地される。
動するには多様な方法がある。本発明は基本的に
渦電流プローブ出力信号に第１図のベクトルＯ−
O′に相当する振幅と位相を有する補償信号を加
えることを特徴としている。第３図に本発明の好
適な実施例を示す、それによると、渦電流プロー
ブ１０の入力すなわち１次巻き線は１対のコイル
１２およびコイル１４を備え、渦電流プローブ１
０の出力すなわち２次巻き線は直列にかつ反対の
巻回方向になるように接続されたコイル１８およ
びコイル２０を備えている。本実施例の具体例は
渦電流プローブの４つのコイルはそれぞれ36番線
を150回巻いたものである。10KHzの電源２４は
例えば同軸ケーブル２６と抵抗３０を介して１対
の入力コイル１２および１４に接続されている。
コイル１４の下端は同軸ケーブル２６の接地線を
介して接地される。
コンデンサ３２とポテンシヨメータ３４とポテ
ンシヨメータ３６とを備えた補償回路は抵抗の入
力側で電源２４に接続されている。ポテンシヨメ
ータ３６のスライダは出力コイル２０の下側端子
に接続され出力コイル１８の上側端子は同軸ケー
ブル４０を介し渦電流プローブの出力端子に接続
される。ポテンシヨメータ３６の下端は同軸ケー
ブル４０の接地線を介して接地される。フエロ磁
性鉄心５０は渦電流プローブ１０の中へ入れら
れ、渦電流プローブのバランスを調整するように
位置決めされる。変圧器の巻き線は２つに区分さ
れた巻枠に巻かれ一方の区分にはコイル１２の内
側にコイル１８が巻かれ他方の区分にはコイル１
４の内側にコイル２０が巻かれている。フエロ磁
性鉄心５０は巻枠の軸方向に配置されるが、巻枠
にはフエロ磁性鉄心を平行移動させるためねじが
切られている。
ンシヨメータ３６とを備えた補償回路は抵抗の入
力側で電源２４に接続されている。ポテンシヨメ
ータ３６のスライダは出力コイル２０の下側端子
に接続され出力コイル１８の上側端子は同軸ケー
ブル４０を介し渦電流プローブの出力端子に接続
される。ポテンシヨメータ３６の下端は同軸ケー
ブル４０の接地線を介して接地される。フエロ磁
性鉄心５０は渦電流プローブ１０の中へ入れら
れ、渦電流プローブのバランスを調整するように
位置決めされる。変圧器の巻き線は２つに区分さ
れた巻枠に巻かれ一方の区分にはコイル１２の内
側にコイル１８が巻かれ他方の区分にはコイル１
４の内側にコイル２０が巻かれている。フエロ磁
性鉄心５０は巻枠の軸方向に配置されるが、巻枠
にはフエロ磁性鉄心を平行移動させるためねじが
切られている。
第３図の渦電流プローブ１０を補償する本発明
の方法を以下説明する。渦電流プローブ出力信号
を第６図の装置に接続しＸ−Ｙ記録計で渦電流出
力信号の合成軌跡を作図させる。第６図を以下説
明する。ポテンシヨメータ３８が事実上回路に無
関係になるように最下端の位置にポテンシヨメー
タ３６のスライダを移動する。次にポテンシヨメ
ータ３４のスライダを一方の極限の位置例えば最
上端の位置に移動する。渦電流プローブのインピ
ーダンスが金属試料や他の金属の影響を受けない
ようにその金属試料表面から渦電流プローブ１０
を遠ざける。この時Ｘ−Ｙ記録計９８のペンの位
置は原点Ｏにはないであろう。渦電流プローブ１
０のフエロ磁性鉄心５０を調節してＸ−Ｙ記録計
９８のペンを座標系の原点Ｏに合わせる。渦電流
プローブ１０は「ポツト（pot）」される。すなわ
ちその先頭部だけを露出して他はプラスチツクで
モールドされる。次に渦電流プローブ１０を金属
試料に接している位置からその金属試料の影響を
受けない極限の位置まで遠ざける。渦電流プロー
ブ１０を移動するにつれて、渦電流プローブ出力
信号が変化し、例えば第１図のＰ−110曲線が得
られる。
の方法を以下説明する。渦電流プローブ出力信号
を第６図の装置に接続しＸ−Ｙ記録計で渦電流出
力信号の合成軌跡を作図させる。第６図を以下説
明する。ポテンシヨメータ３８が事実上回路に無
関係になるように最下端の位置にポテンシヨメー
タ３６のスライダを移動する。次にポテンシヨメ
ータ３４のスライダを一方の極限の位置例えば最
上端の位置に移動する。渦電流プローブのインピ
ーダンスが金属試料や他の金属の影響を受けない
ようにその金属試料表面から渦電流プローブ１０
を遠ざける。この時Ｘ−Ｙ記録計９８のペンの位
置は原点Ｏにはないであろう。渦電流プローブ１
０のフエロ磁性鉄心５０を調節してＸ−Ｙ記録計
９８のペンを座標系の原点Ｏに合わせる。渦電流
プローブ１０は「ポツト（pot）」される。すなわ
ちその先頭部だけを露出して他はプラスチツクで
モールドされる。次に渦電流プローブ１０を金属
試料に接している位置からその金属試料の影響を
受けない極限の位置まで遠ざける。渦電流プロー
ブ１０を移動するにつれて、渦電流プローブ出力
信号が変化し、例えば第１図のＰ−110曲線が得
られる。
上記渦電流プローブにより、上記手順を様々な
等級の鋼について繰り返し、第１図のような一連
の曲線が作図される。次にその曲線中の直線部分
をその曲線の左側に延長して交点O′を得る。点
O′から原点Ｏを通りベクトルO′−Ｏに等しい距
離の線を引き第２図に示される点O″を得る。金
属試料およびあらゆる金属物の影響を受けないよ
うに渦電流プローブを遠ざけ、第３図のポテンシ
ヨメータ３４とを経験的に調整してＸ−Ｙ記録計
のペンを第２図の点O″に合わせる。こうして補
償が完全になされ、渦電流プローブの出力信号の
位相角がリフト・オフの作用の影響を確実に受け
ることなく、渦電流プローブを第２図中に含まれ
るいかなる等級の鋼の検査に用いることができ
る。以上述べたように様々な等級の鋼の位相角は
それぞれ異なつているが、それぞれの値はリフ
ト・オフの影響を受けない。
等級の鋼について繰り返し、第１図のような一連
の曲線が作図される。次にその曲線中の直線部分
をその曲線の左側に延長して交点O′を得る。点
O′から原点Ｏを通りベクトルO′−Ｏに等しい距
離の線を引き第２図に示される点O″を得る。金
属試料およびあらゆる金属物の影響を受けないよ
うに渦電流プローブを遠ざけ、第３図のポテンシ
ヨメータ３４とを経験的に調整してＸ−Ｙ記録計
のペンを第２図の点O″に合わせる。こうして補
償が完全になされ、渦電流プローブの出力信号の
位相角がリフト・オフの作用の影響を確実に受け
ることなく、渦電流プローブを第２図中に含まれ
るいかなる等級の鋼の検査に用いることができ
る。以上述べたように様々な等級の鋼の位相角は
それぞれ異なつているが、それぞれの値はリフ
ト・オフの影響を受けない。
第５図に第３図と同様の補償回路を示すが、第
５図の回路はコンデンサを有さず、唯一のポテン
シヨメータ５８を備えていることを特徴とする。
固定抵抗器５６が第３図のポテンシヨメータ３４
の代りに置き換えられている。第５図の回路によ
る渦電流プローブ出力信号の補償は第３図の回路
の上述した手順と同様である。第５図の回路によ
る補償はフエロ磁性鉄心５０を補償電圧の供給の
ために、ポテンシヨメータ５８とともに補償のた
めの部材として用いることを特徴としている。前
述したようにこの補償電圧はベクトルO′−Ｏに
相当し、２次コイル１２および１４の誘導電圧に
加えられる。したがつてフエロ磁性鉄心５０は渦
電流プローブを作つた後に調整のために用いられ
る。
５図の回路はコンデンサを有さず、唯一のポテン
シヨメータ５８を備えていることを特徴とする。
固定抵抗器５６が第３図のポテンシヨメータ３４
の代りに置き換えられている。第５図の回路によ
る渦電流プローブ出力信号の補償は第３図の回路
の上述した手順と同様である。第５図の回路によ
る補償はフエロ磁性鉄心５０を補償電圧の供給の
ために、ポテンシヨメータ５８とともに補償のた
めの部材として用いることを特徴としている。前
述したようにこの補償電圧はベクトルO′−Ｏに
相当し、２次コイル１２および１４の誘導電圧に
加えられる。したがつてフエロ磁性鉄心５０は渦
電流プローブを作つた後に調整のために用いられ
る。
第３図の実施例により実現される補償範囲を第
４図に示す。例えばポテンシヨメータ３４および
３６のスライダを最低位置に移動し、渦電流プロ
ーブ１０を金属物の影響を受けないように遠ざ
け、フエロ磁性鉄心５０を調整してＸ−Ｙ記録計
９８のペンを座標系の原点Ｏに合わせる。ポテン
シヨメータ３６の抵抗値を増加させるとＸ−Ｙ記
録計９８のペンは直線６０に沿つて原点から点６
２まで移動する。次にポテンシヨメータ３４の抵
抗値を最低値まで減ずると記録計９８のペンは点
６２から点６４までの曲線を描く。それからポテ
ンシヨメータ３６のスライダを最低位置に合わせ
て抵抗を無くすると記録計９８のペンは直線６８
に沿つて点６４から原点にもどる。第３図の補償
回路のパラメータの変化範囲で点O″は第４図の
斜線の領域のどこかに動かしうる。この斜線領域
の形は第３図の補償回路のパラメータの変化によ
つて変化する。
４図に示す。例えばポテンシヨメータ３４および
３６のスライダを最低位置に移動し、渦電流プロ
ーブ１０を金属物の影響を受けないように遠ざ
け、フエロ磁性鉄心５０を調整してＸ−Ｙ記録計
９８のペンを座標系の原点Ｏに合わせる。ポテン
シヨメータ３６の抵抗値を増加させるとＸ−Ｙ記
録計９８のペンは直線６０に沿つて原点から点６
２まで移動する。次にポテンシヨメータ３４の抵
抗値を最低値まで減ずると記録計９８のペンは点
６２から点６４までの曲線を描く。それからポテ
ンシヨメータ３６のスライダを最低位置に合わせ
て抵抗を無くすると記録計９８のペンは直線６８
に沿つて点６４から原点にもどる。第３図の補償
回路のパラメータの変化範囲で点O″は第４図の
斜線の領域のどこかに動かしうる。この斜線領域
の形は第３図の補償回路のパラメータの変化によ
つて変化する。
上記補償方法による第１図、第２図および第４
図の作図に用いた装置のブロツク図を第６図に示
す。例えば第３図あるいは第５図の渦電流プロー
ブからの出力信号を導線８０に入力し、装置８２
により濾波し増幅する。増幅器８２の出力信号を
倍率器８６と倍率器８８のそれぞれに一方の入力
端より入力する。第３図の渦電流プローブ１０か
らの励起信号と同一周波数の基準信号源８４の信
号を倍率器８６の第２入力端より入力し、90゜位
相シフト回路９０を介して倍率器８８の第２入力
端より入力する。低周波濾波器９２および９４に
より、それぞれの倍率器の出力信号からの最低周
波数成分以外の全てを除去する。倍率器８６、倍
率器８８および濾波器９２、濾波器９４は位相感
応検出器として働き、この位相感応検出器のそれ
ぞれの基準信号成分と同じ位相の渦電流成分の振
幅に比例したDC出力信号を発生させる。濾波器
９２と濾波器９４のそれぞれの出力は渦電流信号
の実成分と虚成分とである。これらの出力信号を
Ｘ−Ｙ記録計９８に入力し第１図、第２図および
第４図の曲線を作図させる。
図の作図に用いた装置のブロツク図を第６図に示
す。例えば第３図あるいは第５図の渦電流プロー
ブからの出力信号を導線８０に入力し、装置８２
により濾波し増幅する。増幅器８２の出力信号を
倍率器８６と倍率器８８のそれぞれに一方の入力
端より入力する。第３図の渦電流プローブ１０か
らの励起信号と同一周波数の基準信号源８４の信
号を倍率器８６の第２入力端より入力し、90゜位
相シフト回路９０を介して倍率器８８の第２入力
端より入力する。低周波濾波器９２および９４に
より、それぞれの倍率器の出力信号からの最低周
波数成分以外の全てを除去する。倍率器８６、倍
率器８８および濾波器９２、濾波器９４は位相感
応検出器として働き、この位相感応検出器のそれ
ぞれの基準信号成分と同じ位相の渦電流成分の振
幅に比例したDC出力信号を発生させる。濾波器
９２と濾波器９４のそれぞれの出力は渦電流信号
の実成分と虚成分とである。これらの出力信号を
Ｘ−Ｙ記録計９８に入力し第１図、第２図および
第４図の曲線を作図させる。
Ｘ−Ｙ記録計９８以外の第６図の全ての装置は
ニユジヤージ洲、プリンストンのプリンストン応
用研究所製作の“Lock−In−Analyzer”モデル
5204として知られる試験機の一部に用いられてい
る。どのような型のＸ−Ｙ記録計でも第６図に示
された装置に用いることができる。
ニユジヤージ洲、プリンストンのプリンストン応
用研究所製作の“Lock−In−Analyzer”モデル
5204として知られる試験機の一部に用いられてい
る。どのような型のＸ−Ｙ記録計でも第６図に示
された装置に用いることができる。
第３図および第５図の補償回路はもつぱら受動
素子を用いているが、それか故に特に魅力あるも
のである。能動素子を用いた本発明の実施例を第
７図に示す。第３図および第５図の電源２４に相
当する電源１０２を固定抵抗器１０８を介して渦
電流プローブ１１０の１次巻き線１１２に接続す
る。渦電流プローブ１次巻き線１１２の下端は接
地されている。渦電流プローブ２次巻き線は直列
接続され反対向きに巻かれたコイル１１４とコイ
ル１１６を備え、渦電流プローブ１次巻き線と誘
導的な結合をしている。コイル１１４の上端は可
変抵抗器Ｒ２を介し増幅器１２６の負の入力端子
に接続されている。コイル１１６の下端子は増幅
器の正の入力端子と同様接地されている。フイー
ドバツク抵抗器Ｒ３は増幅器１２６の出力端子と
負の入力端子との間に接続されている。
素子を用いているが、それか故に特に魅力あるも
のである。能動素子を用いた本発明の実施例を第
７図に示す。第３図および第５図の電源２４に相
当する電源１０２を固定抵抗器１０８を介して渦
電流プローブ１１０の１次巻き線１１２に接続す
る。渦電流プローブ１次巻き線１１２の下端は接
地されている。渦電流プローブ２次巻き線は直列
接続され反対向きに巻かれたコイル１１４とコイ
ル１１６を備え、渦電流プローブ１次巻き線と誘
導的な結合をしている。コイル１１４の上端は可
変抵抗器Ｒ２を介し増幅器１２６の負の入力端子
に接続されている。コイル１１６の下端子は増幅
器の正の入力端子と同様接地されている。フイー
ドバツク抵抗器Ｒ３は増幅器１２６の出力端子と
負の入力端子との間に接続されている。
第７図の補償装置は、電源１０２と渦電流プロ
ーブ２次巻き線の出力でもある増幅器１２６の負
の入力端子との間の位相シフト回路１２４と可変
抵抗器Ｒ１とを備えている。位相シフト回路１２
４は一般に知られた型のものでよい。
ーブ２次巻き線の出力でもある増幅器１２６の負
の入力端子との間の位相シフト回路１２４と可変
抵抗器Ｒ１とを備えている。位相シフト回路１２
４は一般に知られた型のものでよい。
上記した一般的手順により、可変抵抗器Ｒ２お
よび／または抵抗器Ｒ１の抵抗値を変える。そし
て位相シフト回路１２４によつて生ずる位相シフ
トは、経験的に知られる補償電圧を発生する。増
幅器１２６の出力信号の位相からリフト・オフに
よるいかなる変化をもほぼ除去する。この場合の
補償電圧は第２図のベクトルＯ−O″に相当する。
よび／または抵抗器Ｒ１の抵抗値を変える。そし
て位相シフト回路１２４によつて生ずる位相シフ
トは、経験的に知られる補償電圧を発生する。増
幅器１２６の出力信号の位相からリフト・オフに
よるいかなる変化をもほぼ除去する。この場合の
補償電圧は第２図のベクトルＯ−O″に相当する。
上記説明より渦電流プローブの出力信号はプロ
ーブのリフト・オフの影響を受けず、補償されて
いることがわかる。プローブへのエネルギ源と渦
電流プローブの第２の巻き線に接続された補償回
路であつて予定の振幅と位相の電圧を誘導電圧に
加え、作図上の原点からある操作点までのベクト
ルがほぼ同一位相角を有するような位置にリフ
ト・オフの関数として渦電流プローブ出力信号の
合成軌跡を回転することなく描せる補償回路によ
り、補償が達成される。
ーブのリフト・オフの影響を受けず、補償されて
いることがわかる。プローブへのエネルギ源と渦
電流プローブの第２の巻き線に接続された補償回
路であつて予定の振幅と位相の電圧を誘導電圧に
加え、作図上の原点からある操作点までのベクト
ルがほぼ同一位相角を有するような位置にリフ
ト・オフの関数として渦電流プローブ出力信号の
合成軌跡を回転することなく描せる補償回路によ
り、補償が達成される。
本発明はここに図示された、あるいは記述され
た実施例に限定されず、本発明の原理を用いて
様々の変化、応用が可能である。例えば渦電流プ
ローブ１次巻き線および渦電流プローブ２次巻き
線の巻き数比は添付図面の補償装置に限らず変更
できる。さらに様々なコイルの配列、組合せが可
能である。
た実施例に限定されず、本発明の原理を用いて
様々の変化、応用が可能である。例えば渦電流プ
ローブ１次巻き線および渦電流プローブ２次巻き
線の巻き数比は添付図面の補償装置に限らず変更
できる。さらに様々なコイルの配列、組合せが可
能である。
第１図は渦電流プローブからの種々の等級の鋼
の出力信号の合成軌跡を直角座標に表わしたグラ
フ、第２図は本発明の方法によつて移動された第
１図の軌跡と本発明の原理を説明するための作図
線とを表わしたグラフ、第３図は渦電流プローブ
と本発明の一実施例を示す回路図、第４図は第１
図の軌跡と本発明の一実施例により移動しうる曲
線の原点の領域を示すグラフ、第５図は本発明の
他の実施例を示す回路図、第６図は本発明の方法
による第１図、第２図および第４図の曲線がどの
ように作られるかを説明するために用いられる装
置のブロツク図、第７図は本発明の更に他の実施
例の回路図である。 １０，１１０…渦電流プローブ、１２，１４，
１１２…渦電流プローブ１次巻き線のコイル、１
８，２０，１１４，１１６…渦電流プローブ２次
巻き線のコイル、３０，５６，１０８…抵抗、３
２…コンデンサ、３４，３６，５８…ポテンシヨ
メータ、２４，１０２…電源、２６，４０…同軸
ケーブル、５０，１３０…フエロ磁性鉄心、８０
…増幅器入力端子、８２，１２６…増幅器、８
６，８８…倍率器、９０…９０゜位相シフト回
路、９２，９４…低周波濾波器、９８…Ｘ−Ｙ記
録計、１２４…位相シフト回路。
の出力信号の合成軌跡を直角座標に表わしたグラ
フ、第２図は本発明の方法によつて移動された第
１図の軌跡と本発明の原理を説明するための作図
線とを表わしたグラフ、第３図は渦電流プローブ
と本発明の一実施例を示す回路図、第４図は第１
図の軌跡と本発明の一実施例により移動しうる曲
線の原点の領域を示すグラフ、第５図は本発明の
他の実施例を示す回路図、第６図は本発明の方法
による第１図、第２図および第４図の曲線がどの
ように作られるかを説明するために用いられる装
置のブロツク図、第７図は本発明の更に他の実施
例の回路図である。 １０，１１０…渦電流プローブ、１２，１４，
１１２…渦電流プローブ１次巻き線のコイル、１
８，２０，１１４，１１６…渦電流プローブ２次
巻き線のコイル、３０，５６，１０８…抵抗、３
２…コンデンサ、３４，３６，５８…ポテンシヨ
メータ、２４，１０２…電源、２６，４０…同軸
ケーブル、５０，１３０…フエロ磁性鉄心、８０
…増幅器入力端子、８２，１２６…増幅器、８
６，８８…倍率器、９０…９０゜位相シフト回
路、９２，９４…低周波濾波器、９８…Ｘ−Ｙ記
録計、１２４…位相シフト回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定の周波数の励起信号で渦電流プローブ入
力巻き線を励起させ、 前記渦電流プローブ入力巻き線から渦電流プロ
ーブ出力巻き線に、前記励起信号を誘導的に導
き、 この誘導的に導かれた信号に前記所定の周波数
の補償信号を加え、それにより渦電流プローブ出
力信号を発生させ、 座標系の原点から操作条件による図上の種々の
点までのベクトルがほぼ同一位相角である位置
に、渦電流プローブのリフト・オフの関数として
変化する渦電流プローブ出力信号の合成軌跡のＸ
−Ｙ座標上の図を、回転せずに変換するように、
前記補償信号の振幅と位相を選択することによ
り、 渦電流プローブ出力信号の位相について渦電流
プローブのリフト・オフの影響を最小限にして、
渦電流プローブの出力信号を補償する方法。 ２ 所定の周波数の励起信号で渦電流プローブ１
次巻き線を励起させ、 前記渦電流プローブ２次巻き線に前記励起信号
を導きこの導かれた信号に前記所定の周波数の補
償信号を加えて、渦電流プローブ出力信号を発生
させ、 原点から図上で一定間隔の選択された点までの
ベクトルがほぼ同一位相角を有するXY座標系の
位置に、渦電流プローブのリフト・オフの関数と
して変化する渦電流プローブ出力信号の合成軌跡
を、Ｘ−Ｙ座標系で回転せずに変換するように、
補償回路のパラメータ値を選択することにより、
前記補償信号を発生させ、 図上の一定間隔の前記選択された点は前記渦電
流プローブを測定される金属試料に接近させたと
きのそれぞれの操作点に相当していることによ
り、 渦電流プローブ出力信号の位相について渦電流
プローブのリフト・オフの影響を最小限にして、
渦電流プローブの出力信号を補償する方法。 ３ 所定の周波数の励起信号で渦電流プローブ入
力装置を励起し、 XY座標系に前記渦電流プローブ出力信号の合
成軌跡を描かせる装置に前記渦電流プローブ出力
信号を導き、 金属試料による影響や装置に影響する他の望ま
しくない信号から渦電流プローブを遠ざけ、 前記渦電流プローブの電気的および／または磁
気的パラメータを調整して前記渦電流プローブ出
力信号の指示をXY座標系の原点に合わせ、 前記遠ざけられた位置から前記試料表面に近接
した検査位置まで、前記渦電流プローブの位置変
化の関数として前記渦電流プローブ出力信号の合
成軌跡を描かせ、 前記第１の試料とは異なる治金学的特性を備え
た少なくともひとつの第２の試料に直前に述べた
手順を繰り返し、図示された前記合成軌跡はXY
座標系の原点から離れた位置でほぼ直線部分を有
し、 前記直線部分から、作図線が互いに交差する交
点まで前記作図線を延長し、 前記交点から前記原点までの距離と方向を決
め、 前記交点から前記原点を貫く直線上にあり、前
記原点に対して前記交点と反対側であつて前記原
点から同一距離の変換された原点を定め、 前記渦電流プローブの出力装置に接続された補
償装置を経て前記励起信号の周波数で信号を導き
をもつて補償信号を発生させ、 前記金属試料による影響や装置に影響する他の
望ましくない信号から前記渦電流プローブを遠ざ
け、 前記遠ざけられた位置で前記変換された原点に
なるように前記補償装置の電気的および／または
磁気的パラメータを調整し、前記渦電流プローブ
出力信号の合成軌跡を描かせ、 前記渦電流プローブにより前記金属試料を補償
して検査することにより、 前記金属試料を検査する渦電流プローブの出力
信号の位相について渦電流プローブのリフト・オ
フの影響を最小限にして渦電流プローブの出力信
号を補償する方法。 ４ 相互誘導作用をなすように結合されたプロー
ブ入力装置およびプローブ出力装置を有する渦電
流プローブと、 前記渦電流プローブ入力装置に接続された励起
信号源と、 一端が前記励起信号源と前記渦電流プローブ入
力装置間に接続され、他端が前記渦電流プローブ
出力装置に接続された補償回路と、 前記補償回路の電気的および／または磁気的パ
ラメータを変化させて選択可能な大きさと位相の
補償信号を供給する装置と、 前記補償信号を前記渦電流プローブ出力装置に
導いて前記渦電流プローブ装置に誘導された信号
に前記補償信号を加える装置とを備え、 渦電流プローブ出力信号の位相について渦電流
プローブのリフト・オフの影響を最小限にして、
渦電流プローブの出力信号を補償する装置。 ５ 相互誘導作用をなすように結合されたプロー
ブ出力装置を有する渦電流プローブと、 前記渦電流プローブ入力装置に接続された励起
信号源と、 一端が前記励起信号源と前記渦電流プローブ入
力装置間に接続され、他端が前記渦電流プローブ
出力装置に接続された補償回路と、 前記補償回路の電気的および／または磁気的パ
ラメータを変化させて選択可能な大きさと位相の
補償信号を供給する装置と、 前記補償回路を前記渦電流プローブ出力装置に
導いて前記渦電流プローブ出力装置に誘導された
信号に前記補償信号を加える装置とを備え、 前記補償信号の振幅と大きさは、検査用金属試
料の表面と渦電流プローブとの間隔の変化による
位相シフトにおける変化を、これら加えられた信
号の合成からほぼ除去するように選択されたもの
であり、前記渦電流プローブ出力信号の位相につ
いて渦電流プローブのリフト・オフの影響を最小
限にして、渦電流プローブの出力信号を補償する
装置。 ６ 相互誘導作用をなすように結合されたプロー
ブ入力巻き線とプローブ出力巻き線とを有する渦
電流プローブと、 前記渦電流プローブ入力巻き線に接続された励
起信号源と、 渦電流プローブ２次巻き線の一端に接続された
出力端子と、 前記励起信号源と前記渦電流プローブ２次巻き
線の他端との間に接続され、前記渦電流プローブ
２次巻き線に誘導された信号に補償信号を加える
補償回路とを備え、 前記補償回路は抵抗装置と前記抵抗装置の抵抗
値を変える装置とを有しており、 前記渦電流プローブ出力信号の位相について渦
電流プローブのリフト・オフの影響を最小限にし
て、渦電流プローブの出力信号を補償する装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の装置において前
記補償回路は前記抵抗装置と直列の位相シフト装
置を有していることを特徴とする渦電流プローブ
の出力信号を補償する装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の装置において、
前記位相シフト装置がコンデンサーであることを
特徴とする渦電流プローブの出力信号を補償する
装置。 ９ 特許請求の範囲第６項記載の装置において、
前記抵抗装置は移動接点を有する第１ポテンシヨ
メータと第２ポテンシヨメータとを有しており、 前記第２ポテンシヨメータの移動接点は前記渦
電流プローブ２次巻き線の他端に接続されている
ことを特徴とする渦電流プローブの出力信号を補
償する装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置におい
て、前記渦電流プローブ２次巻き線は直列の反対
向きに巻かれた第１および第２のコイルを有し、 この第１のコイルの一端が前記出力端子に接続
され、前記第２のコイルの他端が前記第２のポテ
ンシヨメータの移動接点に接続されていることを
特徴とする渦電流プローブの出力信号を補償する
装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載の装置におい
て、前記補償回路は前記補償信号の位相を変化さ
せる装置を有していることを特徴とする渦電流プ
ローブの出力信号を補償する装置。 １２ 特許請求の範囲第６項記載の装置におい
て、前記渦電流プローブ１次巻き線と前記プロー
ブ２次巻き線間の誘導結合を変化させる装置を備
えたことを特徴とする渦電流プローブの出力信号
を補償する装置。 １３ 特許請求の範囲第７項記載の装置におい
て、前記渦電流プローブ１次巻き線と前記渦電流
プローブ２次巻き線間の誘導結合を変化させる装
置を備えたことを特徴とする渦電流プローブの出
力信号を補償する装置。 １４ 特許請求の範囲第１０項記載の装置におい
て、 前記プローブ１次巻き線と前記渦電流プローブ
２次巻き線間の誘導結合を変化させる装置を備え
たことを特徴とする渦電流プローブの出力信号を
補償する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US457321 | 1983-01-11 | ||
| US06/457,321 US4620152A (en) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | Lift-off compensation of eddy current probes by translating without rotation the X-Y coordinate plot of the complex locus of the probe output |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59126945A JPS59126945A (ja) | 1984-07-21 |
| JPH0379662B2 true JPH0379662B2 (ja) | 1991-12-19 |
Family
ID=23816280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58225527A Granted JPS59126945A (ja) | 1983-01-11 | 1983-12-01 | 渦電流プロ−ブの出力信号を補償する方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4620152A (ja) |
| EP (1) | EP0116116B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59126945A (ja) |
| CA (1) | CA1254265A (ja) |
| DE (1) | DE3377941D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5021738A (en) * | 1990-03-26 | 1991-06-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Field variable, electronically controlled, nested coil eddy current probe |
| US5394084A (en) * | 1991-12-23 | 1995-02-28 | The Boeing Company | Method and apparatus for reducing errors in eddy-current conductivity measurements due to lift-off by interpolating between a plurality of reference conductivity measurements |
| US5446382A (en) * | 1993-06-23 | 1995-08-29 | The Babcock & Wilcox Company | Eddy current probe having one yoke within another yoke for increased inspection depth, sensitivity and discrimination |
| US5963030A (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-05 | Union Oil Company Of California | Pipe inspection apparatus and process |
| GB2450112B (en) * | 2007-06-12 | 2010-12-08 | Ge Inspection Technologies Ltd | Automatic lift-off compensation for pulsed eddy current inspection |
| DE102008024394A1 (de) * | 2008-05-15 | 2009-12-03 | V&M Deutschland Gmbh | Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohren |
| US9222917B2 (en) * | 2012-07-25 | 2015-12-29 | General Electric Company | Broadband eddy current probe |
| GB2524588B (en) * | 2014-03-28 | 2016-09-21 | Technical Software Consultants Ltd | A.C. Field measurement system |
| CN109813802A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-28 | 浙江省特种设备检验研究院 | 一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2980849A (en) * | 1956-12-24 | 1961-04-18 | Shell Oil Co | Sensing head for weld seam testing apparatus |
| US2985824A (en) * | 1958-04-14 | 1961-05-23 | Jr Claus J Renken | Nondestructive eddy current testing |
| US3197693A (en) * | 1960-10-04 | 1965-07-27 | Hugo L Libby | Nondestructive eddy current subsurface testing device providing compensation for variation in probe-to-specimen spacing and surface irregularities |
| US3358225A (en) * | 1964-03-27 | 1967-12-12 | Richard S Peugeot | Lift-off compensation for eddy current testers |
| GB1130870A (en) * | 1966-10-20 | 1968-10-16 | Nat Res Dev | Method and apparatus for detecting and measuring cracks in metal structures |
| FR2451032A1 (fr) * | 1979-03-09 | 1980-10-03 | Commissariat Energie Atomique | Appareil numerique pour le controle de pieces par courants de foucault |
-
1983
- 1983-01-11 US US06/457,321 patent/US4620152A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-09-23 CA CA000437486A patent/CA1254265A/en not_active Expired
- 1983-09-28 DE DE8383109668T patent/DE3377941D1/de not_active Expired
- 1983-09-28 EP EP83109668A patent/EP0116116B1/en not_active Expired
- 1983-12-01 JP JP58225527A patent/JPS59126945A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59126945A (ja) | 1984-07-21 |
| DE3377941D1 (en) | 1988-10-13 |
| US4620152A (en) | 1986-10-28 |
| EP0116116B1 (en) | 1988-09-07 |
| EP0116116A3 (en) | 1985-04-03 |
| EP0116116A2 (en) | 1984-08-22 |
| CA1254265A (en) | 1989-05-16 |
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