JPH0545142B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は金属構造部材に発生したき裂を検出す
るき裂検出技術に係り、得に貫通き裂位置と長さ
をオンラインで精度よく検出するのに好適な方法
に関する。

〔発明の背景〕

従来のポテンシヤル法によるき裂検出法として
はいわゆる４端子法と呼ばれるものがある。それ
は一対の給電端子とその内側に一対の測定端子を
一列に配列した探触子を構造部材の表面を走査し
て、電位差分布の変化からき裂を検出するもので
ある。き裂の判定はき裂がないと思われる領域に
おける電位差を基準電位差とし、それよりも大き
い電位差となつたところにき裂があるとするもの
である。従つて４端子法においては端子を部材の
表面に沿つて走査しなければき裂の有無及びき裂
の長さを判定することができないという欠点があ
つた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は構造部材に生じた欠陥またはき
裂の位置と長さを給電端子および測定端子を部材
表面に沿つて走査することなくオンラインで検出
できる方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

き裂の発生は一般に形状不連続部であることが
多く、不連続部をはさんで測定端子を設けておけ
ばき裂長さを測定できるが、不連続部がない部材
ではき裂がどこに発生するのか不明である場合が
あり、また、不連続部がある場合でもき裂を遠隔
で検出しなければならないことがあり、本発明は
測定端子を等間隔で多数配置し、多数の端子間の
電位差を比較演算することにより、き裂が端子と
同じ側にあるか、反対側にあるかの判断と、き裂
の詳細な位置と長さを精度良く検出するものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。第１図は
マルチターミナルポテンシヤル法による片側貫通
き裂の検出システムである。板状の部材５の両端
には直流電流を部材に供給するための給電端子３
が取り付けてある。給電端子３の取付けはスポツ
ト溶接でも良いし、スポツト溶接が不可能な場合
には押し当てるだけで良い。直流安定化電源１か
らは直流電流が供給されるが、測定端子４と被測
定部材５の材質が異なる場合には端子４と部材５
の間に熱起電力が発生し、電位差測定精度が低下
し、ひいてはき裂検出精度が低下する。熱起電力
を除去するための１つの方法としては供給する直
流電流の極性を反転させてプラスの電流を流した
ときに電位差からマイナスの電流を流したときに
電位差を差し引く方法がある。これは電流を流し
たときの電位差には熱起電力が上乗せされる、言
い換えれば熱起電力が平均電位差として存在する
ことになるので、直流電流の極性を反転させるこ
とにより熱起電力を相殺させるものである。その
直流電流の極性を反転するのがスイツチング装置
２である。部材の片側には測定端子４が等間隔で
多数取り付けてある。測定端子４の間隔としては
短い方が感度が良いが、精度が劣る。従つて感度
と精度の兼ね合いが問題であるが、有限要素法に
よる検討によれば測定端子の間隔としては部材５
の板幅Ｗ程度が最適であることが分かつた。測定
端子４の数は部材５に依存するが、少なくとも５
個必要である。第１図では７個設けて、６箇所の
電位差を測定できるようにした例を示した。各測
定端子間の電位差Ｖはリード線を介して微小電位
差計６に取り込まれるが、測定端子の切り換えは
微小電位差計６に内蔵されたスキヤナーで自動的
に順次行われる。微小電位差計６で測定された電
位差はＡ／Ｄ変換させてインターフエース７を介
してコンピユータ８に送り込まれる。コンピユー
タ８においては測定された電位差を比較演算して
き裂発生位置とき裂長さａ／Ｗを求め、CRT画
面、或いはＸ−Ｙプロツター９に出力する。

以下、マルチターミナルポテンシヤル法による
き裂検出方法について述べる。第２図ａ，ｂ，ｃ
は片側貫通き裂を有する板状の部材を有限要素法
により解析して得られた等電位線図である。対称
性から部材の半分についてだけ解析している。図
中き裂長さは部材の板幅Ｗで基準化したａ／Ｗで
示してあり、き裂先端は矢印で示した。き裂から
離れたところでは等電位線は部材表面に対して直
角であり、直流が均一に流れていることを示して
いる。き裂の周辺では等電位線は曲がりくねつて
電場が乱れていることが分かる。き裂によつて電
場が乱される領域はき裂長さに依存するが、き裂
周辺に限られる。

第３図ａ，ｂに示したように測定端子の中央に
き裂（図ａ；表面き裂、図ｂ；裏面き裂）を置い
たときの電位差比Ｖ／V₀（Ｖ：き裂がある時の電
位差、V₀：き裂がないときの電位差）とき裂長
さａ／Ｗ（ａ：き裂長さ、Ｗ：板幅）の関係を第
４図と第５図に示す。ここで測定しているき裂は
片側貫通き裂であるが、第３図ａ，ｂに示すよう
にき裂が測定端子と同じ側にある場合を表面き
裂、き裂が測定端子の反対側にある場合を裏面き
裂と定義する。第４図は表面き裂に対するもので
ある。電位差測定端子間距離ｌは10mmから30mmま
で変えている。電場の乱れはき裂周辺に限定され
るため端子間距離ｌが短いほど電位差比Ｖ／V₀
は大きく、検出感度の良いことが分かる。実際の
測定においては微小電位差計の分解能と被測定物
の比抵抗が測定精度に影響し、ｌはある程度大き
い方が良い場合もある。またｌを小さくすれば測
定端子を増やさねばならないので、実機への適用
に当たつては最適端子間距離を定めなければなら
ない。第５図に裏面き裂の場合の電位差比Ｖ／
V₀とき裂長さａ／Ｗの関係を示す。表面き裂に
比して裏面き裂の検出感度はかなり低い。

測定端子を部材表面で走査することができ、表
面き裂か裏面き裂か分かつていれば第４図あるい
は第５図の電位差比Ｖ／V₀とき裂長さａ／Ｗの
関係を用いてき裂長さを検出することができる。
しかし、実機部材では測定端子を走査してき裂長
さを測るのであれば目視でも測れるのでわざわざ
測定端子を走査する意味がない。測定端子を固定
しておいてき裂長さを検出しなければならない
が、き裂は第３図ａ，ｂのようにいつも測定端子
間の中央にあるとは限らないので、き裂が測定端
子間の中央にない場合電位差がどうなるか検討し
ておかねばならない。即ち、第６図ａ〜ｄに示す
ようにき裂に対して測定端子を走査することを考
える。き裂と測定端子との位置関係は第６図ａ〜
ｄに示したように測定端子間の中央からき裂まで
の距離をＬとして定義した。従つてＬ＝０mmのと
き、き裂は測定端子間の中央にあり、Ｌ＝ｌ／２
の時き裂は測定端子の真下にあり、Ｌ＞ｌ／２の
ときはき裂は測定端子の外にあることになる。第
７図に表面き裂の場合を、即ち、測定端子をき裂
のある面上で走査した場合を示す。これは測定端
子間距離ｌ＝30mmであり、き裂長さはａ／Ｗ＝
0.1〜0.7である。図の縦軸は電位差Ｖで横軸はき
裂位置Ｌである。ここで電位差は電場解析に当つ
ては部材の比抵抗と電流値として単位の値を使用
しているので便宜上の値である。その理由はき裂
長さの評価に当つては基準電位差に対する電位差
の比、即ち、電位差比を用いるからである。この
ことは逆に、比抵抗は部材の材質や部材の温度に
依存するため、電位差で評価する場合には比抵抗
を考慮してき裂長さとの関係を予め求めておかね
ばならないのに対して、電位差比を用いれば材質
や温度を考慮する必要がないからである。第７図
でき裂がないときの電位差V₀は150である。Ｌが
大きくなつてき裂が測定端子間の中央から離れて
いくと電位差は増え、き裂が端子のほぼ真下まで
くると電位差は最大値を示す。Ｌがｌ／２より大
きくなつてき裂が端子間の外に出ると電位差は急
激に低下し、き裂がない場合の電位差V₀よりも
更に低い値となる。端子から更に離れていくと電
位差は増加し、き裂がない場合の電位差V₀に近
付く。第８図には裏面き裂の場合のき裂位置Ｌと
電位差Ｖの関係を示す。き裂が端子間の中央にあ
るとき電位差Ｖは最大値を示し、中央から離れる
につれて単調に減少する。Ｌ＝30mmで電位差Ｖは
基準電位差V₀とほぼ等しくなる。第７図と第８
図のような電位差分布になる理由を第９図ａ〜ｃ
で説明する。ａ図は表面き裂の場合の電位差分
布、ｂ図は等電位線図、ｃ図は裏面き裂の場合の
電位差分布である。初めに表面き裂の場合につい
て説明する。端子を図面で左側から走査すると、
き裂から離れたところでは等電位線は表面に対し
て直角で、等間隔に並んでいるので基準電位差
V₀と等しい。太い破線で示したき裂に近付くと、
き裂の口の付近では電流が流れないため等電位線
の間隔が広がつているので電位差は低下する。右
側の端子がき裂を越えてき裂が端子間に入つてく
ると、き裂面に潜り込んでいる等電位線が一度に
増えるので電位差は急激に増大する。更に右へ移
動するとき裂の口付近では等電位線の間隔が広が
つているので電位差は低下する。き裂が端子間の
中央にくると電位分布はき裂をはさんで左右対称
であるので電位差は極小値を示す。端子が更に右
側へ移動すれば電場の対称性からいままでと逆の
変化をすることになる。一方、裏面き裂の場合は
き裂の前方で等電位線が密になつているので、端
子を左側から走査してくると電位差は単調に増加
して、き裂の端子間の中央にくると最大値をと
る。端子が更に右側へ移動すれば電場の対称性か
ら単調に減少して基準電位差に漸近する。このよ
うにき裂位置によつて電位差は複雑に変化するの
で、端子を走査する場合でも簡単にはき裂長さを
決定するとはできない。

き裂によつて電場が乱される領域は第２図に示
したようにき裂周辺に限られる。従つて測定端子
間距離ｌを十分大きくすれば、き裂の位置が多少
ずれたとしても測定される電位差Ｖは一定であ
る。いま、この端子間にもう１つ測定端子を設
け、２組の測定端子で電位差を測定する場合を考
える。き裂がある位置に存在するときの電位差を
V₁，V₂とする。ここでき裂がある端子間の電位
差をV₁とし、き裂がないもう一方の端子間の電
位差をV₂とする。このときV₁＋V₂＝Ｖである。
次に、測定端子を少しずらすと第７図あるいは第
８図のように電位差は変化する。V₁がV₁′，V₂
がV₂′に変わつたとしても測定端子間距離ｌが十
分に大きいのでV₁＋V₂＝V₁′＋V₂′＝Ｖとなる。
これを具体的に第７図、第８図および第１０図ａ
〜ｃで説明する。き裂の周辺に電位差測定端子を
２組配置し、き裂のある端子間の電位差をV₁と
し、隣の端子間の電位差をV₂とする。表面き裂
の場合き裂位置ＬによつてV₁は前述したように
き裂が端子間の中央、即ち、Ｌ＝０mmの値からＬ
が大きくなるにつれて増大し、Ｌ＝15mm＝ｌ／
２、即ち、端子の直下で最大値をとる。Ｌがｌ／
２より大きくなつて端子間の外に出れば電位差は
急激し、き裂が更に離れるに従つてき裂がないと
きの電位差V₀に漸近する。一方、隣の端子間の
電位差V₂とき裂位置L′との関係は第７図、第８
図においてL′＝30−Ｌとおいて得られる。即ち、
き裂が隣の端子間の中央にあるときV₂はL′＝30
−Ｌ＝30mmにおける値であり、ほぼき裂がないと
きの電位差V₀に等しい。き裂が近付いてくると
V₂は減少し、き裂が隣の端子のほぼ直下にくる
と最小値を示す。き裂が更に近付いて端子間の中
に入つてくると最大値を示し、端子間の中央に近
付くにつれて漸減する。き裂位置による電位差の
変化をみるとき裂が端子間の中央から離れるに伴
つて増加する分だけ、その隣の端子間の電位差は
減少する傾向にある。別の見方をすれば第１０図
ｃに示したようにき裂の位置によつて移動した傾
斜の部分の電位分布はき裂から離れているために
同じであることに由来し、V₁＋V₂はき裂位置に
よらず一定となるように思われる。第１１図に
V₁とV₂の和から基準電位差V₀を引いたV₁＋V₂−
V₀とき裂位置Ｌとの関係を表面き裂の場合につ
いて示す。V₁＋V₂−V₀はき裂位置によらずほぼ
一定である。このことはき裂のある端子間の電位
差V₁でき裂長さを求めると過大評価するのに対
して、き裂のある端子間の電位差V₁とき裂に近
い方の隣の端子間の電位差V₂で評価すると精度
良くき裂長さを求めることができることを示して
おり、本手法が有効であることが分かる。

裏面き裂の場合には第８図に示したようにき裂
のある端子間の電位差V₁はき裂が端子間の中央
にあるとき最大値を示し、き裂位置Ｌの増大とと
もに単調に減少する。隣の端子間の電位差V₂は
逆に単調に増加することが分かる。この場合には
V₁の減少傾向とV₂の増加傾向は良く似ており、
第１２図に示したようにV₁とV₂の和から基準電
位差V₀を引いたV₁＋V₂−V₀はき裂位置Ｌとは無
関係にほぼ一定である。

第１１図、第１２図で分かるようにき裂位置Ｌ
に対してプロツトしたV₁＋V₂−V₀は全く一定と
いう訳ではなく、第１１図の表面き裂では左上が
り、第１２図の裏面き裂では左下がりとなつてお
り、き裂が端子間の中央にあるときの測定精度が
少し下がる。これは測定端子間距離ｌ＝30mmでは
き裂がａ／Ｗ＝0.7と深い場合には電場の乱れて
いる領域を完全にはカバーしていないことを示し
ている。即ち、第１０図の中、下段の斜線部分の
電位分布がやや異なることによるものである。測
定端子間距離をｌ＝15mmおよびｌ＝45mmとした場
合のV₁＋V₂−V₀とき裂位置Ｌとの関係を調べた
結果、ｌ＝15mmではａ／Ｗ＝0.2でもV₁＋V₂−V₀
は左上がりであるが、ｌ＝45mmではａ／Ｗ＝0.7
でもほぼ水平な直線となる。従って単純に精度を
考えると、測定端子間距離ｌとしては30〜45mmが
適当である。しかし、ｌを大きくとると、き裂検
出感度が低下し、ひいてはき裂検出精度も低下す
る。第１３図に表面き裂の場合の電位差比V₁＋
V₂−V₀／V₀とき裂長さａ／Ｗの関係を示す。
V₁／V₀とａ／Ｗの関係に比して感度がやや低下
する。一方、第１４図に裏面き裂の場合の電位差
比V₁＋V₂−V₀／V₀とき裂長さａ／Ｗの関係を示
すが、表面き裂とは逆に感度が増加する。図中、
Ｉ印はばらつきを示している。測定端子間距離ｌ
が短いとばらつきが大きくて精度が悪く、ｌが長
いと精度は良いが感度が下がる。精度及び感度の
両方から判断すると測定端子距離としてはｌ＝20
mm、即ち、板幅Ｗと同じ位が良いと思われる。こ
の表面き裂と裏面き裂に対する電位差比V₁＋V₂
−V₀／V₀とき裂長さａ／Ｗの関係のマスターカ
ーブは両者の関係をｎ次近似して、コンピユータ
８の記録回路に記録させておく。

次に、き裂位置の決定法である。き裂位置の決
定法としては２つの方法がある。第１５図の方法
は表面き裂に対するものであるが、き裂のある端
子間の電位差比V₁／V₀とき裂位置Ｌとの関係を
き裂長さａ／Ｗ＝0.1きざみで作成して、両者の
関係をｎ次近似し、コンピユータ８の記憶回路に
記憶させておく。測定された電位差から第１３図
に示したマスターカーブによりV₁とV₂、及びV₀
とからき裂長さａ／Ｗを決定する。ところがき裂
長さａ／Ｗは0.1で割り切れるような値とはなら
ない。そこで、例えばａ／Ｗ＝2.7が得られた場
合ａ／Ｗ＝0.2とａ／Ｗ＝0.3のように得られたと
き裂長さａ／Ｗの前後のマスターカーブにき裂の
ある端子間の電位差比V₁／V₀を代入してき裂位
置L₁とL₂を求め、その平均値Ｌ＝（L₁＋L₂）／２
をき裂位置とするものである。別の方法としては
同じくき裂のある端子間の電位差比V₁／V₀とき
裂位置Ｌとの関係をき裂長さａ／Ｗ＝0.1きざみ
で作成して、両者の関係をｎ次近似し、コンピユ
ータ８の記録回路に記録させておき、測定された
電位差から第１３図に示したマスターカーブによ
りV₁とV₂、及びV₀からき裂長さａ／Ｗを決定す
る。得られたａ／Ｗに対応する電位差比V₁／V₀
とき裂位置Ｌとの関係を前記ａ／Ｗ＝0.1きざみ
で作成された両者の関係から作成する。即ち、例
えば第１５図に示したようにＬ＝2.5mm毎に電位
差比V₁／V₀とき裂長さａ／Ｗの関係をｎ次近似
して得られたき裂長さａ／Ｗに対する電位差比
V₁／V₀を求め、改めてき裂長さａ／Ｗに対する
電位差比V₁／V₀とき裂位置Ｌとの関係をｎ次近
似して、その関係に測定された電位差V₁／V₀を
代入することにより端子間におけるき裂位置を判
定する。裏面き裂の場合にも第１５図のようなマ
スターカーブを作成すればき裂位置を判定するこ
とができる。

き裂位置の判定法としてき裂のある端子間の両
隣の端子間の電位差を使うこともできる。即ち、
き裂から遠い方の隣の端子間の電位差V₃とき裂
に近い方の端子間の電位差V₂の差の基準電位差
V₀に対する比V₃−V₂／V₀と端子間のき裂位置Ｌ
との関係は第１６図に示すようになるので、V₃
−V₂／V₀と端子間のき裂位置Ｌとの関係をｎ次
近似して、コンピユータ８の記憶回路に記憶させ
ておき、前記電位差比V₁／V₀用いる方法と同じ
方法により端子間におけるき裂位置Ｌを判定する
ものである。第１５図と第１６図を比較すれば分
かるようにき裂位置に対する電位差比の変化は第
１６図のV₃とV₂を用いる方が大きく、精度が良
い。

裏面き裂については表面き裂の場合とは反対に
き裂に近い方の端子間の電位差V₂とき裂から遠
い方の隣の端子間の電位差V₃との差を利用する。
第１７図に電位差比V₂−V₃／V₀と端子間のき裂
位置Ｌとの関係を示す。両者の関係は表面き裂の
場合と異なり、ほぼ比例関係にあるようである。

次に、表面き裂と裏面き裂の判定法について示
す。第７図、および第８図に示したように電位差
分布は表面き裂と裏面き裂では全く異なつた変化
をする。測定端子を走査した場合表面き裂では電
位差は基準電位差から一旦減少した後、急激に増
加して、再び漸減して極小値をとり、変化は反転
する。一方、裏面き裂の場合には電位差は単調に
増加して極大値を示して、再び単調に減少する。
従つてき裂のある端子間の電位差V₁は常に基準
電位差V₀よりも大きいのに対して、き裂のある
端子間の両隣の端子間の電位差V₂とV₃は表面き
裂と裏面き裂で異なり、表面き裂ではV₂とV₃は
両方ともに基準電位差V₀よりも小さく、反対に
裏面き裂ではV₂とV₃は両方ともに基準電位差V₀
よりも大きい。従つて、V₂とV₃の和を求めると、
表面き裂では基準電位差の２倍よりも小さく、裏
面き裂では基準電位差の２倍よりも大きいことに
なるので、V₂とV₃の和によつて表面き裂か裏面
き裂かの判定が可能である。V₂とV₃の判別は表
面き裂ではV₂がV₃よりも小さいこと、裏面き裂
ではV₂がV₃よりも大きことから判別できる。

また、基準電位差V₀については全端子間の電
位差のうち、き裂のある端子間の電位差V₁、き
裂の両隣の端子間の電位V₂とV₃を除いたものの
平均から求めるものとする。

実際の判別は次のようにする。まず、測定され
た全端子間の電位差のうち、最大の電位差を求
め、それをき裂のある端子間の電位差V₁とする。
次に、全端子間の電位差のうち、き裂のある端子
間の電位差V₁とその両隣の端子間の電位差V₂と
V₃を除いたものの平均値で基準電位差V₀を求め
る。電位差比V₁／V₀求めて、それが例えば1.02
以上であればき裂があると判断して、前述の方法
に従つて表面き裂か裏面き裂かの判別をき裂のあ
る端子間の両隣の端子間の電位差の和V₂＋V₃が
基準電位差の２倍以上か以下で行う。次に、き裂
のある端子間の電位差比V₁／V₀を表面き裂ある
いは裏面き裂の電位差V₁／V₀とき裂長さａ／Ｗ
のマスターカーブに代入して、き裂長さａ／Ｗを
求める。表面き裂であればき裂のある端子間の両
隣の端子間の電位差V₂，V₃から電位差比V₃−
V₂／V₀を求め、種々のき裂長さに対するV₃−
V₂／V₀と端子間のき裂位置Ｌとの関係のマスタ
ーカーブを用いてき裂長さａ／Ｗに対するマスタ
ーカーブを作成し、そのマスターカーブに代入し
て端子間におけるき裂位置Ｌを求め、裏面き裂で
あればき裂のある端子間の両隣の端子間の電位差
V₂，V₃から電位差比V₂−V₃／V₀を求め、V₂−
V₃／V₀と端子間のき裂位置Ｌとの関係をマスタ
ーカーブを用いて前記と同じ方法により端子間に
おけるき裂位置Ｌを求めるものである。

これらの電位差測定、最大電位差V₁の判別、
V₂，V₃による表面き裂、裏面き裂の判別、き裂
長さの決定、種々のき裂長さに対するV₃−V₂／
V₀あるいはV₂−V₃／V₀と端子間のき裂位置Ｌと
の関係のマスターカーブを用いてき裂長さａ／Ｗ
に対応するマスターカーブを作成し、そのマスタ
ーカーブによる端子間におけるき裂位置の決定の
一連の作業は全て第１図に示したコンピユータ９
により行われる。従つて電位差比とき裂長さの関
係のマスターカーブ、及び種々のき裂長さに対す
るV₃−V₂／V₀あるいはV₂−V₃／V₀と端子間の
き裂位置Ｌとの関係のマスターカーブは予めコン
ピユータ９の内部記憶装置に入力しておくか、あ
るいはプログラムの中に包含させておく。また、
直流電源１から供給される直流電源の極性を反転
するスイツチング装置２の制御もコンピユータ８
により行われる。

次に、第１図の測定システムを用いて板幅20
mm、板厚８mm、長さ400mmの板状試験片にき裂を
模擬したスリツトを入れて、前記の方法の検証を
実施した。用いた材料はステンレス鋼SUS304、
炭素鋼SS41、および電気銅の３種類である。測
定結果を第１８図から第２１図に示す。第１８図
は表面き裂の場合の測定されたき裂長さと実際の
き裂長さの対応を示したものである。両者は非常
に良く一致することが分かる。測定精度はａ／Ｗ
で±0.05程度であり、ａ／Ｗ＝±0.05という浅い
き裂でも十分な精度で検出できる。第１９図は測
定端子間におけるき裂位置の測定値と実際の値と
の比較である。測定精度は±１mm程度であり、端
子間距離20mmからみると良い精度である。第２０
図と第２１図は裏面き裂の場合である。き裂長さ
の精度は表面き裂と同等であるが、き裂位置精度
はやや低下する。このように本方法によれば測定
端子を多数並べておくだけで表面き裂と裏面き裂
の判別ができ、き裂長さとき裂位置を精度良く検
出できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば測定端子を走査しなくとも、測
定端子を多数並べておき、それらの端子間の電位
差を比較演算することにより表面き裂と裏面き裂
の判別ができ、き裂長さとき裂位置を精度良く検
出できるので、オンラインでき裂を検出できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第２１図は本発明のき裂検出方法の
説明図で、第１図はマルチターミナルポテンシヤ
ル法による貫通き裂の検出装置のブロツク図、第
２図ａ〜ｃは片側貫通き裂を有する部材の有限要
素法解析による等電位線図、第３図ａ，ｂは表面
き裂と裏面き裂の定義を示す図、第４図はき裂を
端子間の中央においたときの表面き裂の場合の電
位差比とき裂長さの関係図、第５図はき裂を端子
間の中央においたときの裏面き裂の場合の電位差
比とき裂長さの関係図、第６図ａ〜ｄはき裂位置
Ｌの定義を示す図、第７図は表面き裂について測
定端子を走査したときの電位差の変化を示す図、
第８図は裏面き裂について測定端子を走査とたと
きの電位差の変化を示す図、第９図ａ〜ｃは測定
端子を走査したときの電位差の変化を説明する
図、第１０図ａ〜ｃはマルチターミナルポテンシ
ヤル法の基本原理を示す図、第１１図及び第１２
図はそれぞれ表面き裂と裏面き裂におけるき裂の
ある端子間の両隣の端子間の電位差の和から基準
電位差を引いた電位差とき裂位置との関係を示す
図、第１３図と第１４図はそれぞれ表面き裂と裏
面き裂におけるき裂のある端子間の両隣の端子間
の電位差の和から基準電位差を引いた電位差とき
裂長さとの関係を示す図、第１５図はき裂のある
端子間の電位差比とき裂位置との関係を示す図、
第１６図は表面き裂におけるき裂のある端子間の
隣のき裂から遠い方の端子間の電位差からき裂に
近い方の端子間の電位差を引いた電位差と基準電
位差との比とき裂位置との関係を示す図、第１７
図は裏面き裂におけるき裂のある端子間の隣のき
裂に近い方の端子間の電位差からき裂から遠い方
の端子間の電位差を引いた電位差と基準電位差と
の比とき裂位置との関係を示す図、第１８図は表
面き裂におけるき裂長さの測定値と実際のき裂長
さの比較を示す図、第１９図はき裂位置の測定値
と実際の位置との比較を示す図、第２０図は裏面
き裂におけるき裂長さの測定値と実際のき裂長さ
の比較を示す図、第２１図はき裂位置の測定値と
実際の位置との比較を示す図である。 １……直流安定化電源、２……スイツチング装
置、３……給電端子、４……測定端子、５……被
測定部材、６……微小電位差計、７……インター
フエース、８……コンピユータ、９……Ｘ−Ｙプ
ロツター、１０……き裂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 部材表面に相互に離間した１組の給電端子対
   により直流電流を印加し、該給電端子対の間にお
   いて電位差測定端子対を設けて電位差を測定し、
   該電位差から欠陥の形状を検出する方法におい
   て、測定端子を等間隔で複数個設け、測定端子間
   の電位差を比較演算することにより、電位差が最
   大である端子間とはその両隣の端子間の電位差を
   除いた全電位差の平均値を求め、該平均値を基準
   電位差とし、前記最大の電位差の基準電位差に対
   する比が限界値より大きければその端子間にき裂
   が存在し、き裂が表面き裂か裏面き裂かはき裂の
   存在する端子間の両隣の端子間の電位差の和で判
   定し、端子間におけるき裂の位置は表面き裂の場
   合、電位差の最小の端子間寄りにき裂が存在する
   と判断し、裏面き裂の場合、電位差の大きい方の
   端子間寄りにき裂が存在すると判断すると共に、
   前記基準電位差と、き裂のある端子間の電位差
   と、き裂の両隣の端子間の電位差とからき裂長さ
   とき裂発生位置を検出することを特徴とするき裂
   検出法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において測
   定端子の間隔を部材の板幅と等しくしたことを特
   徴とするき裂検出法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において給
   電端子を両端の測定端子から少なくとも部材の板
   幅の２倍離したことを特徴とするき裂検出法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の方法においてき
   裂のある端子間の電位差にき裂に近い隣の端子間
   の電子差を加算し、更にそれから基準電位差を引
   算した電位差の基準電位差に対する電位差比によ
   りき裂深さを検出することを特徴とするき裂検出
   法。 ５ 特許請求の範囲第１項の方法においてき裂の
   ある端子間の両隣の端子間の電位差の和が基準電
   位差の２倍以下であればき裂は端子を設けた面と
   同じ面上に存在し、２倍以上であればき裂は端子
   を設けた面と反対側の面上に存在すると判定する
   ことを特徴とするき裂検出法。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の方法において予
   め有限要素法により電場を解析して求められた電
   位差分布を基にして得られたき裂のある端子間の
   電位差と端子間におけるき裂位置との関係により
   端子間におけるき裂位置を決定することを特徴と
   するき裂検出法。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の方法においてき
   裂のある端子間の電位差比とき裂位置との関係を
   き裂長さの部材の板幅に対する比を0.1きざみで
   作成して、両者の関係をｎ次近似し、得られたき
   裂長さの部材の板幅に対する比の前後の関係を用
   いてき裂位置を求め、それらの平均を端子間にお
   けるき裂位置と判定することを特徴とするき裂検
   出法。 ８ 特許請求の範囲第６項記載の方法においてき
   裂のある端子間の電位差比とき裂位置との関係を
   き裂長さの部材の板幅に対する比を0.1きざみで
   作成して、両者の関係をｎ次近似しておき、得ら
   れたき裂長さの部材の板幅に対する比に対応する
   電位差比とき裂位置との関係を前記0.1きざみで
   作成された両者の関係から作成し、その関係にき
   裂のある端子間の電位差を代入することにより端
   子間におけるき裂位置を判定することを特徴とす
   るき裂検出法。 ９ 特許請求の範囲第１項記載の方法において予
   め有限要素法により電場を解析して求められた電
   位差分布を基にして得られたき裂のある端子間の
   両隣の電位差のうちき裂に近い端子間の電位差と
   き裂から遠い端子間の電位差の差と端子間におけ
   るき裂位置との関係により端子間におけるき裂位
   置を決定することを特徴とするき裂検出法。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の方法において
   き裂のある端子間の両隣の電位差のうちき裂に近
   い端子間の電位差とき裂から遠い端子間の電位差
   の差と端子間におけるき裂位置との関係をき裂長
   さの部材の板幅に対する比が0.1きざみで作成し
   て、両者の関係をｎ次近似しておき、得られたき
   裂長さの部材の板幅に対する比の前後の関係を用
   いてき裂位置を求め、それらの平均を端子間にお
   けるき裂位置と判定することを特徴とするき裂検
   出法。 １１ 特許請求の範囲第９項記載の方法において
   き裂のある端子間の両隣の電位差のうちき裂に近
   い端子間の電位差とき裂から遠い端子間の電位差
   の差と端子間におけるき裂位置との関係をき裂長
   さの部材の板幅に対する比が0.1きざみで作成し
   て、両者の関係をｎ次近似しておき、得られたき
   裂長さの部材の板幅に対する比に対応する電位差
   比とき裂位置との関係を前記0.1きざみで作成さ
   れた両者の関係から作成し、その関係にき裂のあ
   る端子間の両隣電位差を代入することにより端子
   間におけるき裂位置を判定することを特徴とする
   き裂検出法。