JPH04120456A - Nondestructive inspecting apparatus by skid - Google Patents

Nondestructive inspecting apparatus by skid

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JPH04120456A
JPH04120456A JP2240290A JP24029090A JPH04120456A JP H04120456 A JPH04120456 A JP H04120456A JP 2240290 A JP2240290 A JP 2240290A JP 24029090 A JP24029090 A JP 24029090A JP H04120456 A JPH04120456 A JP H04120456A
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skid
measured
defect
pickup
pickup coil
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スティーブン エバンソン
Satoshi Sugano
智 菅野
Masahiro Otaka
大高 正広
Toshihiko Yoshimura
敏彦 吉村
Kunio Hasegawa
長谷川 邦夫
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Abstract

PURPOSE:To discern the surface area and the kind of a defect by adapting an operating/processing part to obtain the difference of outputs of skids, thereby to make small a background signal resulting from the surface shape of an object to be measured. CONSTITUTION:Two pickup coils 1-1, 1-2 are provided with different distance from a surface 9 to be measured. When the interval between the pickup coils is set , and the initialization distance between the surface 9 and the coil 1-1 is h0, 20<=h0<=10mm are satisfied. These values are determined from experiences. Skid outputs V1 and V2 are outputs of skid devices 4 connected to the coils 1-1 and 1-2, respectively. V2-V1 is the difference of the outputs, which can remarkably reduce a background signal. The ratio of the signals V1 and V2 from a defect can be represented by the equation. Accordingly, the shape of the defect can be known through one time scanning. When the shape of the defect is determined, since the relation between the area of the defect and skid outputs is already known, the area of the defect can be detected easily. This process is performed by a computer 6.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気を用いた5QUI D装置による構造物
および機器に含まれる欠陥の非覇壊検査装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a non-destructive inspection device for defects in structures and equipment using a 5QUID device using magnetism.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

、lrッF (SQUID)による非破壊検査について
は、rSQUID’ 85、超電導量子干渉素子とその
応用: 1985 Waltor de Gruyte
isCo、Berlin New York Pr1n
ted in GermmmyS Q U I D −
’ 85− S uperconducting Qu
mmtumInterference Devices
 mmd their Applications)に
おいて論じられている。従来技術として、特開昭63−
235876号公報、特開昭63−32384号公報、
特開昭60−147646号公報及び特開昭60−58
565号公報が挙げられる。これらは、ピックアップコ
イルが高次微分コイル構造のものである。
, rSQUID' 85, Superconducting Quantum Interference Devices and Their Applications: 1985 Walter de Gruyte
isCo, Berlin New York Pr1n
ted in GermmyS Q U ID -
'85- Superconducting Qu
mmtumInterference Devices
mmd their Applications). As a conventional technology, Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-
No. 235876, Japanese Patent Application Laid-open No. 63-32384,
JP-A-60-147646 and JP-A-60-58
No. 565 is mentioned. These pickup coils have a high-order differential coil structure.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来技術においては、欠陥からの信号が鋼板または試験
片の表面形状(全体的な凹凸)に起因したバックグラン
ド信号と重畳することが問題となっている。バックグラ
ンド信号は非常に大きく、一方、欠陥からの信号は比較
的小さい。従って、欠陥からの信号を、非常に感度の高
い5QUID装置で検出するためには、何度も測定レン
ジをリセットする必要があり、リセットに伴い、ある程
度の検出誤差が生じる。また、欠陥からの信号がかなり
/hさい場合は、バックグランド信号に欠陥からの信号
がかくれてしまう問題もある。
In the conventional technology, a problem arises in that signals from defects are superimposed on background signals caused by the surface shape (overall unevenness) of the steel plate or test piece. The background signal is very large, while the signal from defects is relatively small. Therefore, in order to detect a signal from a defect with a highly sensitive 5QUID device, it is necessary to reset the measurement range many times, and a certain amount of detection error occurs due to the reset. Furthermore, if the signal from the defect is quite small/h, there is also the problem that the signal from the defect is hidden by the background signal.

さらに、従来の装置においては、単一走査から欠陥の表
面積を求めることが困難であり、複数回走査した結果を
合成して欠陥の表面積を求めていた。
Furthermore, with conventional devices, it is difficult to determine the surface area of a defect from a single scan, and the surface area of a defect is determined by combining the results of multiple scans.

本発明の目的は、パックグランドノイズを低減でき、単
一の走査で欠陥の表面積や種別を判定することのできる
スキッドによる非覇壊検査装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a non-destructive inspection device using a skid that can reduce back-ground noise and determine the surface area and type of defects with a single scan.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、5QUIDを用いた欠陥の非破壊検査におい
て、前述のバックグランド信号を小さくするために、被
測定物からの距離が異なる、複数のピックアップコイル
(グラジオメータ)を設けたものである。信号の差分を
測定する手法としては、ピックアップコイル毎に5QU
ID装置を設け、各装置の5QUID出力の差分をとる
方法と連結した複数のピックアップコイルを設け、セン
サ出力の差分を5QUID装置によって増幅する方法と
がある。
The present invention provides a plurality of pickup coils (gradiometers) at different distances from the object to be measured in order to reduce the background signal described above in non-destructive inspection of defects using 5QUID. The method for measuring the signal difference is to use 5QU for each pickup coil.
There is a method in which an ID device is provided and the difference between the 5QUID outputs of each device is taken, and a method in which a plurality of connected pickup coils is provided and the difference in sensor output is amplified by the 5QUID device.

すなわち、本発明は被測定物からの磁束信号を検知する
ピックアップコイルと、該ピックアップコイルからの信
号を受けるスキッド装置と、このスキッド装置からの出
力信号を受けて処理する演算処理部と、を備えたスキッ
ドによる非覇壊検査装置において、ピックアップコイル
は被測定物からの距離を異ならせて複数膜けられ、スキ
ッド装置は各ピックアップコイル毎に設けられ、演算処
理部は各スキッド出力の差をとることにより被測定物の
表面形状に起因したバックグランド信号を小さくする演
算をするように形成されていることを特徴とするもので
ある。
That is, the present invention includes a pickup coil that detects a magnetic flux signal from an object to be measured, a skid device that receives a signal from the pickup coil, and an arithmetic processing section that receives and processes an output signal from the skid device. In a non-destructive inspection device using a skid, the pickup coil is covered with multiple layers at different distances from the object to be measured, a skid device is provided for each pickup coil, and an arithmetic processing unit calculates the difference between the outputs of each skid. The device is characterized in that it is formed so as to perform calculations to reduce a background signal caused by the surface shape of the object to be measured.

また、本発明は、被測定物からの磁束信号を検知するピ
ックアップコイルと、該ピックアップコイルからの信号
を受けるスキッド装置と、このスキッド装置からの8力
信号を受けて処理する演算処理部と、を備えたスキッド
による非覇壊検査装置において、ピックアップコイルは
被測定物からの距離を異ならせて複数設けられ、スキッ
ド装置は各ピックアップコイル毎に設けられ、演算処理
部は予め定められているスキッド出力値と被測定物から
の距離と被測定物の欠陥形状との関係に基いて実測され
た各スキッド出力値から欠陥形状を判定するように形成
されていることを特徴とするものである。
The present invention also provides a pickup coil that detects a magnetic flux signal from an object to be measured, a skid device that receives the signal from the pickup coil, and an arithmetic processing unit that receives and processes the 8-force signal from the skid device. In a skid non-destructive inspection device equipped with a skid, a plurality of pickup coils are provided at different distances from the object to be measured, a skid device is provided for each pickup coil, and an arithmetic processing unit is installed on a predetermined skid. The defect shape is determined from each actually measured skid output value based on the relationship between the output value, the distance from the object to be measured, and the defect shape of the object to be measured.

また、本発明は、被測定物からの磁束信号を検知するピ
ックアップコイルと、該ピックアップコイルからの信号
を受けるスキッド装置と、このスキッド装置からの出力
信号を受けて処理する演算処理部と、を備えたスキッド
による非覇壊検査装置において、ピックアップコイルは
被測定物からの距離を異ならせ更に巻き方向を異ならせ
て複数設けられ、スキッド装置は各ピックアップコイル
の異なる巻き方向のコイル対毎に設けられ、演算処理部
は予め定められているスキッド出力値と被測定物からの
距離と被測定物の欠陥形状との関係に基いて実測された
各スキッド出力値から欠陥形状を判定するように形成さ
れていることを特徴とするものである。
Further, the present invention includes a pickup coil that detects a magnetic flux signal from an object to be measured, a skid device that receives a signal from the pickup coil, and an arithmetic processing section that receives and processes an output signal from the skid device. In a non-destructive inspection device using skids, a plurality of pickup coils are provided at different distances from the object to be measured and with different winding directions, and a skid device is provided for each coil pair of each pickup coil with a different winding direction. The arithmetic processing unit is configured to determine the defect shape from each actually measured skid output value based on the relationship between the predetermined skid output value, the distance from the object to be measured, and the defect shape of the object to be measured. It is characterized by the fact that

前記非覇壊検査装置において、演算処理部は予め定めら
れている欠陥の面積とスキッド出力との関係に基いて前
記判定された欠陥形状から該欠陥の面積を求めるように
形成されているものがよい。
In the non-destructive inspection device, the arithmetic processing unit is configured to calculate the area of the defect from the determined defect shape based on a predetermined relationship between the defect area and the skid output. good.

また、被測定物とピックアップコイルの距離(h)を2
0〜Loomとし、複数の各ピックアップコイルの間隔
(Δ)を2〜Lowに設定したものがよい、また、被測
定物とピックアップコイルの距離(h)と、複数のピッ
クアップコイルの間隔(△)とが、10≦h/△≦20
を満足する条件で設定されているものがよい。
Also, the distance (h) between the object to be measured and the pickup coil is 2
It is best to set the distance between the pickup coils to 0 to Loom and set the interval (Δ) between the multiple pickup coils to 2 to Low.Also, the distance between the object to be measured and the pickup coil (h), and the interval between the multiple pickup coils (△) But, 10≦h/△≦20
It is better to set the conditions to satisfy the following.

〔作用〕[Effect]

ピックアップコイルと被測定物との距離(間隔)をhと
すれば、欠陥がない場合、5QUID出力Vとhとの関
係は、次式(1)のように表わされる。
Assuming that the distance (interval) between the pickup coil and the object to be measured is h, the relationship between the 5QUID output V and h is expressed as the following equation (1) when there is no defect.

■N=αh−1・・・川・・・(1) ここで、αは定数である。■N=αh-1...River...(1) Here, α is a constant.

また、欠陥がある場合、■とhの関係は、次式(2)又
は(3)で表わされる。
Further, when there is a defect, the relationship between ■ and h is expressed by the following equation (2) or (3).

矩形状欠陥の場合 円形状欠陥の場合 V H=γh−’           ・・・・・・
・・・(3)ここで、β、γは定数である。上式(1)
〜(3)の根拠を以下に示す。
In the case of a rectangular defect In the case of a circular defect V H = γh-' ...
...(3) Here, β and γ are constants. Above formula (1)
The basis for ~(3) is shown below.

5QUIDにおける各種欠陥信号の特性を調べた。第8
図乃至第10図に示すように、5QUIDセンサ下部に
無欠陥(バックグランドノイズ)(第8図)、スリット
(第9図)、ホール(第10図)のある平板を配置し、
h方向に移動した際のスキッドの出力を測定した。この
結果を第11図に示す。
The characteristics of various defect signals in 5QUID were investigated. 8th
As shown in Figures to Figures 10, a flat plate with no defects (background noise) (Figure 8), slits (Figure 9), and holes (Figure 10) is placed at the bottom of the 5QUID sensor,
The output of the skid when moving in the h direction was measured. The results are shown in FIG.

スキッド出力Vと位置りとの関係を V=ahx                ・・・・
・・ (A)QogV=noga+xQogh   −
−(B)と与えると、第4図の直線の傾きより、バック
グランドノイズはx=−1、スリットはx=−3,5、
ホールはx=−5が求まる。このように、欠陥の種々に
よりスキッドの出力が変化することが実験的に得られる
The relationship between skid output V and position is V=ahx...
... (A) QogV=noga+xQogh −
-(B), then from the slope of the straight line in Figure 4, the background noise is x = -1, the slit is x = -3,5,
For the hole, x=-5 is found. In this way, it has been experimentally found that the output of the skid changes depending on various defects.

磁気応用非破壊検査5QUID装置は、ピックアップコ
イルから成るセンサを水平に走査した5QUID出力の
測定を行うものである。被測定物の表面は、かならずし
も平面ではない。従って、センサを走査した場合、被測
定物の凹凸によってセンサと被測定物との距離りが変化
し、欠陥がない場合においても、上式(1)で表わされ
るように、5QUID出力は変化する。これがバックグ
ランド信号である。このバックグランド信号を小さくす
るために被測定物からの距離が異なる複数のピックアッ
プコイルからなるセンサを設ける。
The magnetic application non-destructive testing 5QUID device measures the 5QUID output by horizontally scanning a sensor consisting of a pickup coil. The surface of the object to be measured is not necessarily flat. Therefore, when the sensor is scanned, the distance between the sensor and the object to be measured changes due to the unevenness of the object to be measured, and even if there is no defect, the 5QUID output changes as expressed by equation (1) above. . This is the background signal. In order to reduce this background signal, a sensor consisting of a plurality of pickup coils located at different distances from the object to be measured is provided.

たとえば、2つのピックアップコイルを用い、ピックア
ップコイル毎に5QUID装置を設けた場合、両ピック
アップコイルの間隔をΔとすれば、式(1)より、5Q
UID出力は、それぞれ、VN工=αh−1・・・・・
・・・・(4)■N2=α(h+△)−1・・・・・・
・・・(5)となる。
For example, when two pickup coils are used and a 5QUID device is provided for each pickup coil, if the interval between both pickup coils is Δ, then from equation (1), 5QUID device is provided for each pickup coil.
The UID output is VN = αh-1...
...(4)■N2=α(h+△)-1...
...(5).

面出力の差をとれば、次式(6)のようになる。If we take the difference in surface output, we get the following equation (6).

Δ ピックアップコイルと被測定物との初期設定距離をho
とし、たとえばΔ/h、=1/10に設定する。すると
h=h、より、△/h:1/10であり、式(6)は VN、−Vs、?0 、091 a h−1−−(7)
となる。
Δ The initial setting distance between the pickup coil and the object to be measured is ho
For example, Δ/h is set to =1/10. Then, since h=h, Δ/h: 1/10, and equation (6) is VN, -Vs,? 0,091a h-1--(7)
becomes.

式(7)は、式(1)より約1710小さい。Equation (7) is approximately 1710 smaller than Equation (1).

すなわち、バックグランド信号を小さくすることができ
る。
That is, the background signal can be reduced.

なお、Δ/h0=、=1/20に設定すれば、バックグ
ランド信号は約1/2oに小さくすることができる。つ
まり、5QUID出力の差分を測定することは、(△/
h、)の値にほぼ一致して、バックグランド信号を軽減
することができることにつながる。
Note that by setting Δ/h0=,=1/20, the background signal can be reduced to about 1/2o. In other words, measuring the difference in 5QUID outputs is (△/
h, ), which leads to the fact that the background signal can be reduced.

欠陥がある個所における各5QtOD出力は、矩形状欠
陥の場合1式(2)よりそれぞれ、以下の式で表わされ
る。
In the case of a rectangular defect, each 5QtOD output at a defective location is expressed by the following equation based on equation 1 (2).

■s2=β (h+Δ)          ・・・・
・・・・・(9)前述と同様にΔ/h″:1/10とし
、両者の差分をとれば、 となる。
■s2=β (h+Δ)...
(9) As before, if we set Δ/h″ to 1/10 and take the difference between the two, we get:

また、円形状欠陥の場合は、式(3)より、それぞれ以
下の式で表わされる。
Further, in the case of a circular defect, it is expressed by the following equations from equation (3).

vH1=γh−5・・・・・・・・・(11)VHz”
 ’l (h +Δ) −’       ・=・・=
・・(12)前述と同様にΔ/h41/10とし、両者
の差分をとれば、 Vn、  Vn2”Fo、379Yh−”   ・・−
−・(13)となる。
vH1=γh-5・・・・・・・・・(11)VHz”
'l (h +Δ) −' ・=...=
...(12) As before, if we set Δ/h41/10 and take the difference between the two, we get Vn, Vn2"Fo, 379Yh-" ...-
−・(13).

式(10)は式(2)より約1/4、式(13)は式(
3)より約1/3小さい、従って、5QUID出力の差
分をとることにより、欠陥からの信号も小さくはなるが
、前述の被測定物の表面形状(凹凸)に起因するバック
グランド信号の低下(約1/10)までは小さくならな
い。以上より、5QUID出力の差分を測定することは
、欠陥からの信号を浮きださせる効果を有することが解
る。
Formula (10) is approximately 1/4 of formula (2), and formula (13) is approximately 1/4 that of formula (2).
3), which is about 1/3 smaller than 3). Therefore, by taking the difference between the 5QUID outputs, the signal from the defect becomes smaller, but the background signal decrease due to the surface shape (unevenness) of the object to be measured ( (approximately 1/10). From the above, it can be seen that measuring the difference between the 5QUID outputs has the effect of highlighting signals from defects.

この効果は、連結した複数のピックアップコイルを設け
た場合も同様である。2つのピックアップコイルをセン
サとした場合、コイルの巻く方向を逆向きとする。従っ
て、磁界によってコイルに発生する電流は逆向きとなり
、各ピックアップコイル出力の差分がセンサ本体の出力
となる。この出力を5QUID装置により増幅し、出力
する。
This effect is the same even when a plurality of connected pickup coils are provided. When two pickup coils are used as a sensor, the coils are wound in opposite directions. Therefore, the currents generated in the coils by the magnetic field are in opposite directions, and the difference between the outputs of each pickup coil becomes the output of the sensor body. This output is amplified by a 5QUID device and output.

この場合、5QUID装置のレンジ切換(リセット)の
回数を大幅に低減できる。よって、前述したように、リ
セットに伴う測定誤差を小さくできるという効果がある
In this case, the number of range changes (resets) of the 5QUID device can be significantly reduced. Therefore, as described above, there is an effect that measurement errors caused by resetting can be reduced.

さらに、式(1)から式(13)に示すようにバックグ
ランドや欠陥の種類によって測定位置による5QUID
の信号が異なるため、これらの信号の種別を判定できる
。すなわち、被測定物からの距離と5QUID出力の関
係が、欠陥形状に依存するという既知の性質を用いて、
欠陥の形状を検出し、かつ、欠陥の表面積を単一走査に
よって測定することが可能となる。
Furthermore, as shown in equations (1) to (13), the 5QUID depends on the measurement position depending on the background and defect type.
Since the signals are different, it is possible to determine the type of these signals. That is, using the known property that the relationship between the distance from the object to be measured and the 5QUID output depends on the defect shape,
It becomes possible to detect the shape of the defect and measure the surface area of the defect in a single scan.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を示す。磁気を応用した欠陥の非
破壊検査において、2つのピックアップコイルを用いた
場合の本発明の概略を第1図に示す。
Examples of the present invention will be shown below. FIG. 1 shows an outline of the present invention when two pickup coils are used in non-destructive inspection of defects using magnetism.

本発明は、ピックアップコイル1、励磁コイル2、ピッ
クアップコイル1にビートスイッチ3を介して連結され
た5QUID装!4.5QUID装置4を制御し、かつ
、5QUID出力を測定する制御装置5.5QUID出
力を解析・演算処理する計算機6、超電導状態とするた
めの冷媒7、初期5QUID出力をバランスさせるため
のバランスリング8から構成される磁気応用非破壊検査
5QUID装置において、被測定物表面9から距離の異
なる2つのピックアップコイル1−1.1−2を設けた
構成となっている。
The present invention is a 5QUID device which is connected to a pickup coil 1, an excitation coil 2, and a pickup coil 1 via a beat switch 3! 4. A control device that controls the 5QUID device 4 and measures the 5QUID output 5. A computer 6 that analyzes and processes the 5QUID output, a refrigerant 7 for achieving a superconducting state, and a balance ring for balancing the initial 5QUID output. In the magnetic application non-destructive inspection 5 QUID apparatus composed of 8, two pickup coils 1-1, 1-2 are provided at different distances from the surface 9 of the object to be measured.

ここで、ピックアップコイル(グラジオメータ)1の詳
細を第2図に示す。外側のコイルの巻き方向と内側のそ
れとが逆方向になっている。
Here, details of the pickup coil (radiometer) 1 are shown in FIG. 2. The winding direction of the outer coil is opposite to that of the inner coil.

さらに、2つのピックアップコイルを連結し、センサと
する場合の例を第3図およびこの場合の装置の概略を第
4図に示す。第3図において、コイルの巻き方向は互い
に逆方向となっている。本センサに、磁力が働くとコイ
ルに発生する電流の向きは、互いに逆方向となる。従っ
て、各ピックアップコイル出力の差分がセンサ本体の出
力となる。第4図において、当該センサ出力をヒートス
イッチ3を介して、5QUID装置4により増幅する。
Furthermore, an example in which two pickup coils are connected to form a sensor is shown in FIG. 3, and an outline of the apparatus in this case is shown in FIG. 4. In FIG. 3, the winding directions of the coils are opposite to each other. When a magnetic force acts on this sensor, the directions of currents generated in the coil are opposite to each other. Therefore, the difference between the outputs of each pickup coil becomes the output of the sensor body. In FIG. 4, the sensor output is amplified by a 5QUID device 4 via a heat switch 3.

以上の装置構成により、前述したように、被測定物表面
9の形状に依存したバックグランド信号を小さくするこ
とができる。
With the above device configuration, it is possible to reduce the background signal depending on the shape of the surface 9 of the object to be measured, as described above.

第1図と第4図において、2つのピックアップコイル1
−1と1−2の間隔を△とし、被測定物表面9とピック
アップコイル1−1との初期設定間隔をhoとし、20
≦h0≦100+wn、2≦△≦10閣または10≦h
/Δ≦20とする。これらの寸法の設定は、ピックアッ
プコイルの相互干渉、感度等に基づいて経験的に定めら
れるものである。
In Figures 1 and 4, two pickup coils 1
The interval between -1 and 1-2 is △, the initial setting interval between the object surface 9 and the pickup coil 1-1 is ho, and 20
≦h0≦100+wn, 2≦△≦10 kaku or 10≦h
/Δ≦20. These dimensions are determined empirically based on mutual interference of the pickup coils, sensitivity, and the like.

従来の磁気応用非破壊検査5QUID装置による欠陥の
測定結果の概略を第5図(a)〜(c)に示す。同図(
C)に示すように欠陥を有する被測定物上に5QUID
センサを走査させた場合、5QUID出力は同図(a)
のようになる。5QUID装置は、出力がある一定値(
図中に1と表示)を超えると、レンジを切換えてリセッ
トする必要がある。これを合成すると同図(b)のよう
になる。この図(b)から分るように、被測定物の表面
形状に起因したバックグランド信号はかなり大きく、こ
れを軽減する必要があることは前述の通りである。
5(a) to 5(c) schematically show the results of measuring defects using a conventional magnetic non-destructive inspection 5QUID device. Same figure (
5QUID on the object to be measured that has defects as shown in C)
When the sensor is scanned, the 5QUID output is as shown in the same figure (a).
become that way. The 5QUID device has a certain output value (
1 in the figure), it is necessary to change the range and reset. When these are combined, the result is as shown in the same figure (b). As can be seen from this figure (b), the background signal caused by the surface shape of the object to be measured is quite large, and as described above, it is necessary to reduce this.

第1図に示したピックアップコイル毎に5QUID装置
を設けた本発明による欠陥の測定結果の概略を第6図(
a)(b)に示す。5QUID出力v1および■2は、
それぞれピックアップコイル1−1および1−2に連結
された各SQU丁り装置の出力である。V□−v2は両
者の差分てあり、大幅にバックグランド信号を軽減する
ことができる。
Figure 6 schematically shows the results of defect measurement according to the present invention, in which 5QUID devices are provided for each pickup coil shown in Figure 1.
Shown in a) and (b). 5QUID output v1 and ■2 are
These are the outputs of each SQU cutting device connected to pickup coils 1-1 and 1-2, respectively. V□-v2 is the difference between the two, and the background signal can be significantly reduced.

欠陥からの信号△V□および△v2に注目し、式(1)
、(2)、(3)を考慮すれば、両者の比は、以下のよ
うに表わすことができる。
Focusing on the signals △V□ and △v2 from the defect, formula (1)
, (2), and (3), the ratio between the two can be expressed as follows.

ここで、Nは指数である。式(14)を変形して、もし
、N″:1ならば式(1)より、被測定物の表面形状に
依存したバックグランド信号と判定される。もし、N句
3.5ならば、式(2)より矩形状欠陥であると、さら
に、N岬5ならば式(3)より円形状欠陥であると判定
される。従って、単一走査によって欠陥形状を判定でき
、従来、平面的に走査して欠陥形状を求めていたときに
比へ、欠陥形状の測定時間を大幅に短縮することができ
る。
Here, N is an index. Transforming equation (14), if N″:1, it is determined from equation (1) that it is a background signal that depends on the surface shape of the object to be measured.If N clause is 3.5, then It is determined that it is a rectangular defect from Equation (2), and if it is N Misaki 5, it is determined that it is a circular defect from Equation (3).Therefore, the defect shape can be determined by a single scan, and conventional The time required to measure the defect shape can be significantly shortened compared to when the defect shape was determined by scanning.

欠陥形状が定めれば、欠陥の面積と5QUID出力の関
係は既知であり、容易に欠陥の面積を測定できる。以上
の処理は第1図に示した計算機6によって行うことがで
きる。ピックアップコイルを3つ以上設けた場合の説明
は省略するが、多くのピックアップコイルを設ける程測
定精度は向上する。
Once the defect shape is determined, the relationship between the defect area and the 5QUID output is known, and the defect area can be easily measured. The above processing can be performed by the computer 6 shown in FIG. Although a description of the case where three or more pickup coils are provided is omitted, the measurement accuracy improves as more pickup coils are provided.

尚、第4図に示したように、ピックアップコイルを連結
した場合、5QUID出力は第6図に示したVl−V、
に等しい。この場合、式(15)に示したような欠陥形
状を決定するための指数Nを求めることはできない。し
かしながら、5QUID出力は、レンジの切換が必要と
される値(図中1と表示)より小さく、すなわち欠陥の
測定中においてレンジの切換が不要となる。したがって
、この場合はレンジの切換に伴う測定誤差はなくするこ
とができる。
In addition, when the pickup coil is connected as shown in Fig. 4, the 5QUID output is Vl-V as shown in Fig. 6,
be equivalent to. In this case, it is not possible to obtain the index N for determining the defect shape as shown in equation (15). However, the 5QUID output is smaller than the value (indicated as 1 in the figure) that requires range switching, that is, range switching is not required during defect measurement. Therefore, in this case, measurement errors due to range switching can be eliminated.

第7図は、バックグランドノイズ除去を考慮したピック
アップコイルを2重に組合せ、欠陥の種別も可能にした
実施例である。具体的には第4図の例に更に、同じ5Q
UIDシステムを加えたものである。ピックアップコイ
ル1−1と1 =−1’及び1−2と1−2′でそれぞ
れバックグランドノイズを低減する。さらに、1−1と
1−1′の差分量と1−2と1−2′の差分量を比較す
ることで欠陥の種別を判定する。この実施例によればバ
ックグランドノイズを低減でき、欠陥による信号を増幅
できるため、高精度に欠陥が検出できる第12図は配管
(パイプ)の強度裕度を判定する装置に上記スキッドに
よる非覇壊検査装置を利用した実施例を示す。この装置
はスキッド検査装置を駆動するための装置、例えば、市
販の多関節産業ロボット等の先端に、スキッドセンサを
配置し、配管などの被検査体を測定する。その結果を基
に配管の強度裕度を応力解析などにより演算し、評価で
きる判定装置を備えている。これにより、欠陥の検出と
同時に検査体の強度評価ができるため、信頼性が向上す
る。
FIG. 7 shows an embodiment in which double pickup coils are combined in consideration of background noise removal, and the types of defects can also be determined. Specifically, the same 5Q is added to the example in Figure 4.
This is in addition to the UID system. Pickup coils 1-1 and 1=-1' and 1-2 and 1-2' reduce background noise, respectively. Furthermore, the type of defect is determined by comparing the amount of difference between 1-1 and 1-1' and the amount of difference between 1-2 and 1-2'. According to this embodiment, background noise can be reduced and signals caused by defects can be amplified, so defects can be detected with high precision. An example using a fracture inspection device will be shown. In this device, a skid sensor is placed at the tip of a device for driving a skid inspection device, such as a commercially available articulated industrial robot, and measures objects to be inspected such as piping. Based on the results, we are equipped with a determination device that can calculate and evaluate the strength margin of the piping through stress analysis and other methods. This makes it possible to evaluate the strength of the inspection object at the same time as detecting defects, improving reliability.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、被測定物の表面形状に依存したバック
グランド信号を大幅に軽減できる効果がある。さらに、
ピックアップコイル毎に5QUID装置を連結したので
、単一走査によって欠陥の形状および面積を計測するこ
とができる。更に、連結された2つの巻き方向が逆のピ
ックアップコイルの対毎に5QUID装置を連結した場
合は、レンジ切換の回数が大幅に減少し、測定精度が向
上する効果を有する。
According to the present invention, there is an effect that background signals depending on the surface shape of the object to be measured can be significantly reduced. moreover,
Since five QUID devices were connected to each pickup coil, the shape and area of the defect could be measured with a single scan. Furthermore, if a 5QUID device is connected to each pair of connected pickup coils whose winding directions are opposite to each other, the number of range changes is greatly reduced, and measurement accuracy is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図はピッ
クアップコイルの構造を示す斜視図、第3図は2つのピ
ックアップコイルの関係を示す斜視図、第4図は第3図
のピックアップコイルを用いた装置例を示す構成図、第
5図(a)〜(c)は従来の測定結果を示す説明図、第
6図は本発明による測定結果を示す説明図、第7図は多
重ピックアップコイルの実施例を示す構成図、第8図乃
至第11図は本発明で用いる式(1)〜(3)の根拠を
説明する説明図、第12図は強度裕度判定装置にスキッ
ド装置を利用した構成図である。 1・・・ピックアップコイル、2・・・励磁コイル、3
・・・ヒートスイッチ、   4・・・5QUID装置
、5・・・制御および計測装置、6・・・計算機、7・
・・冷媒、       8・・・バランスリング、9
・・・被測定物。 代理人  鵜  沼  辰  之 ヒ町ン2ア、フ1コイル M狐コイル ヒートスイッチ スキッドit 制御′F、J(J”計斎1技置 類11撫 々 諜 璧夛j定物 第 図 !−1 第 図 第 図 翌し弊1定1勿 第 図 (a) (b) 第 図 第 図 第 図 第 図 第 I 図 位置(Iogh) 第 図 居果U小ツi
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a pickup coil, FIG. 3 is a perspective view showing the relationship between two pickup coils, and FIG. 5(a) to (c) are explanatory diagrams showing conventional measurement results. FIG. 6 is an explanatory diagram showing measurement results according to the present invention. FIG. 7 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a multiplex pickup coil, FIGS. 8 to 11 are explanatory diagrams explaining the basis of formulas (1) to (3) used in the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing a strength tolerance determination device. FIG. 2 is a configuration diagram using a skid device. 1...Pickup coil, 2...Excitation coil, 3
...Heat switch, 4...5 QUID device, 5... Control and measurement device, 6... Computer, 7.
...Refrigerant, 8...Balance ring, 9
...Object to be measured. Agent Unuma Tatsu Nohi Town 2 A, F 1 Coil M Fox Coil Heat Switch Skid It Control' F, J (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被測定物からの磁束信号を検知するピックアップコ
イルと、該ピックアップコイルからの信号を受けるスキ
ッド装置と、このスキッド装置からの出力信号を受けて
処理する演算処理部と、を備えたスキッドによる非破壊
検査装置において、ピックアップコイルは被測定物から
の距離を異ならせて複数設けられ、スキッド装置は各ピ
ックアップコイル毎に設けられ、演算処理部は各スキッ
ド出力の差をとることにより被測定物の表面形状に起因
したバックグランド信号を小さくする演算をするように
形成されていることを特徴とするスキッドによる非破壊
検査装置。 2、被測定物からの磁束信号を検知するピックアップコ
イルと、該ピックアップコイルからの信号を受けるスキ
ッド装置と、このスキッド装置からの出力信号を受けて
処理する演算処理部と、を備えたスキッドによる非覇壊
検査装置において、ピックアップコイルは被測定物から
の距離を異ならせて複数設けられ、スキッド装置は各ピ
ックアップコイル毎に設けられ、演算処理部は予め定め
られているスキッド出力値と被測定物からの距離と被測
定物の欠陥形状との関係に基いて実測された各スキッド
出力値から欠陥形状を判定するように形成されているこ
とを特徴とするスキッドによる非破壊検査装置。 3、被測定物からの磁束信号を検知するピックアップコ
イルと、該ピックアップコイルからの信号を受けるスキ
ッド装置と、このスキッド装置からの出力信号を受けて
処理する演算処理部と、を備えたスキッドによる非破壊
検査装置において、ピックアップコイルは被測定物から
の距離を異ならせ更に巻き方向を異ならせて複数設けら
れ、スキッド装置は各ピックアップコイルの異なる巻き
方向のコイル対毎に設けられ、演算処理部は予め定めら
れているスキッド出力値と被測定物からの距離と被測定
物の欠陥形状との関係に基いて実測された各スキッド出
力値から欠陥形状を判定するように形成されていること
を特徴とするスキッドによる非破壊検査装置。 4、請求項2又は3において、演算処理部は予め定めら
れている欠陥の面積とスキッド出力との関係に基いて前
記判定された欠陥形状から該欠陥の面積を求めるように
形成されているスキッドによる非破壊検査装置。 5、請求項1〜4のいずれかにおいて、被測定物とピッ
クアップコイルの距離(h)を20〜100mmとし、
複数の各ピックアップコイルの間隔(Δ)を2〜10m
mに設定したスキッドによる非破壊検査装置。 6、請求項1〜4のいずれかにおいて、被測定物とピッ
クアップコイルの距離(h)と、複数のピックアップコ
イルの間隔(Δ)とが、10≦h/Δ≦20を満足する
条件で設定されているスキッドによる非破壊検査装置。
[Claims] 1. A pickup coil that detects a magnetic flux signal from an object to be measured, a skid device that receives a signal from the pickup coil, and an arithmetic processing unit that receives and processes an output signal from the skid device. In a skid-based non-destructive inspection device equipped with a skid, a plurality of pickup coils are provided at different distances from the object to be measured, a skid device is provided for each pickup coil, and an arithmetic processing unit calculates the difference between the outputs of each skid. 1. A nondestructive inspection device using a skid, characterized in that it is configured to perform calculations to reduce a background signal caused by the surface shape of an object to be measured. 2. Using a skid that includes a pickup coil that detects a magnetic flux signal from the object to be measured, a skid device that receives the signal from the pickup coil, and an arithmetic processing unit that receives and processes the output signal from the skid device. In a non-destructive inspection device, a plurality of pickup coils are provided at different distances from the object to be measured, a skid device is provided for each pickup coil, and an arithmetic processing unit calculates a predetermined skid output value and the object to be measured. 1. A non-destructive inspection device using a skid, characterized in that the defect shape is determined from each skid output value actually measured based on the relationship between the distance from the object and the defect shape of the object to be measured. 3. Using a skid that includes a pickup coil that detects a magnetic flux signal from the object to be measured, a skid device that receives the signal from the pickup coil, and an arithmetic processing unit that receives and processes the output signal from the skid device. In non-destructive testing equipment, a plurality of pickup coils are provided at different distances from the object to be measured and with different winding directions, and a skid device is provided for each coil pair of each pickup coil with a different winding direction. is formed to determine the defect shape from each actually measured skid output value based on the relationship between the predetermined skid output value, the distance from the object to be measured, and the defect shape of the object to be measured. A non-destructive inspection device featuring a skid. 4. The skid according to claim 2 or 3, wherein the arithmetic processing unit is configured to calculate the area of the defect from the determined defect shape based on a predetermined relationship between the area of the defect and the skid output. non-destructive testing equipment. 5. In any one of claims 1 to 4, the distance (h) between the object to be measured and the pickup coil is 20 to 100 mm,
The spacing (Δ) between multiple pickup coils is 2 to 10 m.
A non-destructive inspection device using a skid set at m. 6. In any one of claims 1 to 4, the distance (h) between the object to be measured and the pickup coil and the interval (Δ) between the plurality of pickup coils are set under the condition that 10≦h/Δ≦20 is satisfied. Non-destructive testing equipment using skids.
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