JPH0618484A - 渦電流検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】渦電流から得られる探傷信号の位相差の変化を
判定基準の一つに組み入れることにより、より幅広い視
点から割れや傷の判定を行うことのできる渦電流検査装
置を提供する。 【構成】同期検波回路によって得られたリサージュ図形
等の探傷信号のＸ軸信号とＹ軸信号との位相差が小さい
場合、即ち対応する各成分の時間的変化が小さく、探傷
信号が幅狭化している場合、Ｙ軸信号が設定レベルＹ1
以上である時間（t1〜T6）のＸ軸信号を抽出し（ｇ）、
この抽出されたＸ軸信号が任意の判定時間（t6〜t7）間
で、前記設定レベルＹ1 におけるＸ軸信号の位相差の変
化量が基準値ΔＸより小さく且つ前記Ｙ軸信号が最大振
幅レベルＹ0 より大きい場合にのみ（ｋ）、ＮＧ信号が
ＯＮされる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被検査体の非破壊探傷検
査や表層部の組織性状検査等に使用される渦電流検査装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すように導電物質からなる被検
査体に、励磁コイルと検出コイルとが併設された検出体
（プローブ）を近接させ、例えばこのプローブを被検査
体の表面部に沿って移動させるなどして両者間の相対移
動を得ると共に、前記励磁コイルに交番電流等，所定の
周波数の励磁電圧を供給すると、被検査体の表面部及び
表層部に渦電流が生じることが知られている。

【０００３】ここで、前記励磁電圧をＡ＝ａ・sin ωｔ
とすると、前記検出コイルの電圧は，被検査物が均質で
ない場合，振幅・位相とも時間的に変化し、この検出電
圧はＢ＝ｂ（ｔ）・ sin（ωｔ＋θ（ｔ））のように表
すことができる。前記検出電圧を励磁電圧と同じ位相及
びそれと９０°位相のずれた信号で同期検波し、それぞ
れの出力信号を二次元直交座標系で図示すると、例えば
図５のようになる。

【０００４】さて、所定の周波数を有する励磁電圧を用
いて被検査体の物性，特に割れや傷等を検査するものと
しては、例えば実開昭５４−２４８４号公報や特開昭５
２−４７７９１号公報に記載されるものがある。このう
ち、前者は環状被検査体の周方向に発生させた渦電流の
磁束から誘導電流を発生させるものであり、環状被検査
体が非連続の場合はこの誘導電流が発生しないことか
ら、該被検査体が非連続となるような割れや傷を検査す
るものである。また後者は主に環状被検査体の渦電流か
ら検出された探傷信号と予め求められている支持板信号
との差分から真の欠陥信号を求め、主にこの欠陥信号の
位相差から割れや傷等の欠陥の大きさを判定しようとす
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記実開昭５４−２４
８４号公報に記載される欠陥検査装置では、あくまでも
環状の被検査体が非連続となるような割れや傷が発生し
たことしか判定することができず、その用途も限定され
ている。一方、前記特開昭５２−４７７９１号公報に記
載される非破壊探傷方法では、欠陥信号の位相差を用い
るため、適宜に展開すれば環状被検査体以外の被検査体
についても適用可能である。

【０００６】ここで、このように位相差の明確な探傷信
号で割れや傷等の欠陥判定を行う場合、前記割れや傷に
伴う探傷信号の振幅の変動を用いることが検討されてい
る。これは、例えば主に誘導電流信号側に最大振幅レベ
ルを設定し、このレベルを探傷信号が越えた場合には不
良欠陥があると判定する方法である。しかしながら、前
記割れや傷に伴う探傷信号の変化には位相差の変化も含
まれており、例えば図６に示すように探傷信号はいずれ
も最大振幅レベルＹ0 を越えているような場合でも，位
相差の時間的変化の大小によってはこれを良品と判断し
たい場合もある。同図ではａが不良であり、ｂは良品で
あると判断したい。つまり、位相差の変化の大きさは割
れや傷を検出するための一つの判断基準として必要なも
のであると言える。ところが、従来の判定方法や判定装
置にはこのような位相差の変化の大小を判定する術がな
く、良品でも不良であると判断されてしまうことがあっ
た。

【０００７】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発され
たものであり、前記探傷信号の位相差の変化を判定基準
の一つに組み入れることにより、より幅広い視点から割
れや傷の判定を行うことのできる渦電流検査装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記探傷信号における位
相差の変化の大小を比較判定するためには少なくとも前
記最大振幅レベルよりも小さい設定値で位相差の変化を
得る必要があり、この設定値を探傷信号を形成する二成
分のうち，最大振幅レベルを設定したものと同じ成分側
に設定し、更にこの設定値に到達する他方の成分の大き
さの差から位相差の変化を得ることができ、この位相差
の変化を予め設定した比較判定基準値と比較するなどす
ればその大小を判定できることに着目し、本発明を開発
した。

【０００９】即ち本発明の渦電流検査装置は、励磁コイ
ルと検出コイルとが併設された検出体と、導電物質から
なる被検査体とを、互いに近接させて相対移動させるこ
とによって該被検査体の表面部を走査すると共に、前記
励磁コイルに所定の周波数の励磁電圧を供給することに
よって被検査体の表面部及び表層部に渦電流を生じさ
せ、前記渦電流の変動に伴って前記検出コイルに発生す
る検出信号の変化に基づいて前記被検査体の表面部や表
層部の性状を検査する渦電流検査装置において、前記検
出信号から，前記励磁電圧の周波数と同一周波数で且つ
該励磁電圧に対して予め設定された所定位相差を有する
第一成分と，該第一成分に対して位相の異なる第二成分
とからなる探傷信号を得るための同期検波手段と、前記
二つの成分のうち少なくとも何れか一方の成分を，当該
成分に対して予め設定されている最大振幅レベルと比較
してその大小を判定する振幅判定手段と、前記励磁電圧
の位相に対する検出信号の位相の差の変化の大小を判定
する位相差判定手段と、前記振幅判定手段の判定結果と
位相差判定手段の判定結果との組み合わせに基づいて前
記被検査体の表面部又は表層部の性状を判断するための
性状判定手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の渦電流検査装置では、同期検波手段に
よって従来と同様に、プローブ等の検出体の検出信号か
ら，前記励磁電圧の周波数と同一周波数で且つ該励磁電
圧に対して予め設定された所定位相差を有する第一成分
と，該第一成分に対して位相の異なる第二成分とからな
る探傷信号（リサージュ図形）を得、この探傷信号に対
して前記振幅判定手段は従来と同様に，前記二つの成分
のうち少なくとも何れか一方の成分を，当該成分に対し
て予め設定されている最大振幅レベルと比較してその大
小を判定する。

【００１１】一方、前記位相差判定手段は、前記一方の
成分に対して最大振幅レベルよりも小さい値に設定され
た設定レベルを、他方の成分が通過する二点間の位相差
の変動をもとに判定を行うものである。具体的には、前
記リサージュ図形の一方の成分の特定の設定レベルを通
過する時刻に対応する他方の成分の二つの値を得、その
結果をもとに位相差の変化を得て、予め設定された基準
値と比較してその大小を判定する。

【００１２】そして前記性状判定手段は、前記振幅判定
手段の判定結果と位相差判定手段の判定結果との組み合
わせに基づいて、例えば前記探傷信号が最大振幅レベル
を越えていて、尚且つ探傷信号の位相差の変化が前記基
準比較値よりも小さい場合にのみ被検査体の表面部又は
表層部の性状不良の判定を行うことができる。この性状
判定の基準となる、前記振幅判定手段の判定結果と位相
差判定手段の判定結果との組み合わせは自在に設定する
ことができる。また、前記設定レベルを最大振幅レベル
よりも小さい値に設定することを除いて，最大振幅レベ
ルも設定レベルも，或いは前記基準値も自在に設定可能
であるから、前記二つの判定結果のうち何れに重きをお
くか、或いは両者を対等に扱うか、或いは被検査体によ
っては何れかをネグレクトするかも、検査の状況に応じ
て自在に設定することが可能である。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の渦電流検査装置の一実施例を
示すものであり、特にベアリングの表面部又は表層部の
性状判定に使用される渦電流検査装置において、振幅判
定手段と位相差判定手段と性状判定手段とをハードウエ
アによって具現化したものである。

【００１４】同図に示すプローブ１には従来既存のもの
と同様のものを使用することができ、具体的には図４に
示すように鉄心（コア）に励磁コイルと検出コイルとが
併設されたものを使用する。そしてこのプローブの励磁
コイルに所定の周波数の励磁電圧を供給し、導電物質か
らなる被検査体の表面部又は表層部に渦電流を生じせし
め、該渦電流の変動を検出するものである。この誘導電
流は、前記被検査体が完全に均質であれば前述と同様に
前記励磁電圧の周波数と同一の周波数で且つ該励磁電圧
に対して所定の位相差を有する正弦波状となるはずであ
るが、実際に測定検出されたものには振幅変動と位相差
の変化が共存するものとなる。本実施例では、公知の手
段により，このうち完全に均質な良品の場合の正弦波を
差し引いた，振幅及び位相差の変動分のみが後段に送ら
れる。

【００１５】また、同期検波回路２には従来既存のもの
と同様のものを使用することができ、前記プローブ１に
よって検出された誘導電流に対して、前記励磁電圧の周
波数と同一の周波数で且つ該励磁電圧に対して所定の位
相差を有する基準周波数信号を発生し、この基準周波数
信号からなる同期信号に対して実際の誘導電流の振幅と
位相差を探傷信号として得るものである。本実施例で
は、前記励磁電圧と同じ位相，及び該励磁電圧と９０°
位相のずれた信号で同期検波し、夫々の出力信号をＸ軸
信号，Ｙ軸信号として得る。

【００１６】このＸ軸及びＹ軸信号は必要に応じてオシ
ロスコープによって波形監視されると共に、本発明の振
幅判定手段と位相差判定手段とに出力される。なお、本
実施例では交番電流信号として得られる前記Ｘ軸信号及
びＹ軸信号を正側に全波 整流して出力する。ここで、
本実施例は図６に示すように前記Ｙ軸信号に基づいて探
傷信号の判定を行う。

【００１７】まず振幅判定手段について述べる。前記Ｙ
軸信号はまず振幅比較器４に入力される。この比較器４
は常時Ｈｉレベルの出力信号を出力しており、Ｙ軸信号
が最大振幅レベルＹ0 を越える場合にのみＬｏレベルの
出力信号を出力する。この比較器４からの出力信号は振
幅用Ｓ−Ｒフリップフロップ回路５のセット側Ｓに入力
される。このフリップフロップ回路５は常時Ｌｏレベル
の出力信号をその出力側Ｑから出力しており、前記セッ
ト側Ｓに入力される比較器４からの出力信号がＬｏ側に
立ち下がるとＨｉレベルの出力信号に切り替わる。この
フリップフロップ回路５からの出力信号はＮＡＮＤ回路
１７に入力される。

【００１８】次に位相差判定手段について述べる。本実
施例では、位相差の変動の目安として，Ｙ軸信号の前記
最大振幅レベルＹ0 より小さな特定レベルを通過するＸ
成分の二点間の差分（例えばレベルＹ1 については図６
ａ，ｂのＸ2 −Ｘ1 ）を用いており、これをレベルＹ1,
Ｙ2 の２レベルについて判定を行うようにしている。前
記Ｙ軸信号は、図１に示すようにレベルＹ1 における幅
判定回路及びレベルＹ2 における幅判定回路にも入力さ
れる。ここで、レベルＹ2 における幅判定回路はレベル
Ｙ1 における幅判定回路に対してハードウエア的には後
述する各比較器の処理機能と最終的なＡＮＤ回路を有す
るか否かが異なる以外、全く同一のものであるためにこ
こでは構成上の詳細図を割愛する。

【００１９】各幅判定回路に向けて出力されたＹ軸信号
はまず各設定レベル比較器６に入力される。この比較器
６は常時Ｈｉレベルの出力信号を出力しており、Ｙ軸信
号が設定レベルＹ1 ，Ｙ2 を越える場合にのみＬｏレベ
ルの出力信号を出力する。この設定レベルＹ1 ，Ｙ2 は
予め図６に示すように前記最大振幅レベルＹ0 よりも小
さい値に設定されたものであり、全波整流されたＹ軸信
号においては第一設定レベルＹ1 は最大振幅レベルＹ0
よりも小さい値であり、第二設定レベルＹ2 は第一設定
レベルＹ1 よりも小さい値に設定されている。

【００２０】さて、前記比較器６からの出力信号は二つ
のＳ−Ｒフリップフロップ回路７，８に入力されるが、
このうち一方のフリップフロップ回路７にはその出力レ
ベルのまま入力され、他方のフリップフロップ回路８に
は反転器９によって出力レベルが反転されて入力され
る。これらのフリップフロップ回路７，８は常時Ｌｏレ
ベルの出力信号がその出力側Ｑから出力されており、前
記セット側Ｓに入力される信号がＬｏ側に立ち下がると
該出力信号はＨｉレベルの出力信号に切り替わる。この
実施例では、前記反転器９によって設定レベル比較器６
の出力信号が反転されているから、一方のフリップフロ
ップ回路７では前記Ｙ軸信号が前記設定レベルＹ1 ，Ｙ
2 よりも小さい値である状態から該設定レベルＹ1 ，Ｙ
2 を越えるときに出力信号がＨｉ側に切り替わり、他方
のフリップフロップ回路８では前記Ｙ軸信号が前記設定
レベルＹ1 ，Ｙ2 よりも大きい値である状態から該設定
レベルＹ1 ，Ｙ2 を越えるときに出力信号がＨｉ側に切
り替わることになる。

【００２１】ところで、前記他方のフリップフロップ回
路８の反転出力側Ｑ’からは、前記出力側Ｑから出力さ
れる出力信号を反転した反転出力信号が出力される。こ
の反転出力信号は遅延回路１２によって予め設定された
時間分だけ遅延されて、前記各フリップフロップ回路
５，７，８のリセット側Ｒに入力される。この実施例の
反転出力信号は、前記出力信号の反転されたものである
から、前記Ｙ軸信号が前記設定レベルＹ1 ，Ｙ2 よりも
大きい値である状態から該設定レベルＹ1 ，Ｙ2を越え
るときに出力信号がＨｉレベルからＬｏ側に切り替わる
ことになり、これを所定時間だけ遅延回路１２で遅延さ
せて各フリップフロップ回路５，７，８のリセット側Ｒ
に入力すると、前記セット側Ｓへの入力によりセットさ
れた出力信号は初期定常状態，即ちこの場合はＬｏ側に
復帰する。従って、前記遅延回路１２による遅延時間
は、所望する出力信号の保持時間に応じて適宜選定すれ
ばよいことになる。

【００２２】前記フリップフロップ回路７，８からの出
力信号は夫々、個別のサンプルホールド回路１０，１１
の制御入力となる。これらのサンプルホールド回路１
０，１１には、その入力信号として前記Ｘ軸信号が入力
されている。そして、前記制御入力，即ちフリップフロ
ップ回路７，８の出力信号がＨｉレベルである場合にの
み、前記入力信号，即ちＸ軸信号を前記制御入力がＨｉ
側に立ち上がった時点の入力信号の値を保持して出力す
るものである。従って、この実施例では、前記一方のフ
リップフロップ回路７の出力信号で制御される第一のサ
ンプルホールド回路１０では、前記Ｙ軸信号が前記設定
レベルＹ1 ，Ｙ2 よりも小さい値である状態から前記設
定レベルＹ1 ，Ｙ2 を越えるときのＸ軸信号レベルが、
前記遅延回路１２からの出力信号によって該フリップフ
ロップ回路７がリセットされるまでホールドされ、前記
他方のフリップフロップ回路８の出力信号で制御される
第二のサンプルホールド回路１１では、前記Ｙ軸信号が
前記設定レベルＹ1 ，Ｙ2 よりも大きい値である状態か
ら該設定レベルＹ1 ，Ｙ2 を越えるときのＸ軸信号レベ
ルが、前記遅延回路１２からの出力信号によって該フリ
ップフロップ回路８がリセットされるまでホールドされ
ることになる。なお、これらのサンプルホールド回路１
０，１１では、入力信号がサンプルホールドされていな
いときには該入力信号をそのまま出力するようにしてあ
る。

【００２３】前記各サンプルホールド回路１０，１１か
らの出力信号は減算器１３に入力される。この減算器１
３は入力側に入力された信号のレベル差を算出するもの
であり、具体的には反転入力制御されるオペアンプ等に
よって構成され、前記第二のサンプルホールド回路１１
の出力信号から第一のサンプルホールド回路１０の出力
信号を減じたレベルの出力信号を出力することになる。
従って、本実施例では前記Ｙ軸信号が前記設定レベルＹ
1 ，Ｙ2 よりも小さい値から各設定レベルＹ1，Ｙ2 を
越えたときより、Ｙ軸信号が前記設定レベルＹ1 ，Ｙ2
よりも大きい値から前記設定レベルＹ1 ，Ｙ2 を越える
ときまで、つまりＹ軸信号が前記設定レベルＹ1 ，Ｙ2
よりも大きいときのＸ軸信号だけが抽出されることにな
る。

【００２４】この減算器１３からの出力信号は位相差比
較器１４に入力される。この比較器１４は常時Ｈｉレベ
ルの出力信号を出力しており、入力信号が基準値ΔＸよ
りも大きいか又は−ΔＸよりも小さい場合にのみＬｏレ
ベルの出力信号を出力する。従って、前記減算器１３の
出力信号，即ちＹ軸信号が前記設定レベルＹ1 ，Ｙ2よ
りも大きいときのＸ軸信号が基準値ΔＸより小さく且つ
−ΔＸより大きい場合には常時Ｈｉ側の出力信号を出力
することになる。

【００２５】前記基準値比較器１４からの出力信号は第
一のＡＮＤ回路１５に入力されるが、このＡＮＤ回路１
５には前記他方のフリップフロップ回路８の出力信号も
入力される。そしてＡＮＤ回路１５であるから、当然，
前記基準値比較器１４からの出力信号とフリップフロッ
プ回路８からの出力信号が共にＨｉレベルである場合に
のみ、Ｈｉレベルの出力信号を出力し、そうでない場合
には常時Ｌｏレベルの出力信号を出力する。

【００２６】この第一のＡＮＤ回路１５の出力信号は第
二のＡＮＤ回路１６に入力されるが、この第二のＡＮＤ
回路は前記レベルＹ2 における幅判定回路にはなく、該
レベルＹ2 における幅判定回路の第一のＡＮＤ回路１５
からの出力信号が、レベルＹ1 における幅判定回路にだ
け設けられたこの第二のＡＮＤ回路１６に入力されるの
である。勿論、この第二のＡＮＤ回路１６でも入力され
る二つの信号が同時にＨｉレベルである場合にのみＨｉ
レベルの出力信号が出力される。

【００２７】そして、この第二のＡＮＤ回路１６からの
出力信号が前記ＮＡＮＤ回路１７の他方の入力側に入力
される。従って、前記フリップフロップ回路５の出力信
号がＨｉレベルで，且つこの第二のＡＮＤ回路１６から
の出力信号がＨｉレベルである場合にのみ、Ｌｏレベル
の出力信号が出力される。このＮＡＮＤ回路１７からの
出力信号はＮＧ信号用フリップフロップ回路１８に入力
される。従って、前述のようにしてＮＡＮＤ回路１７か
らの出力信号がＨｉレベルからＬｏ側に切り替わると出
力信号はＨｉ側にフリップフロップされ、この出力信号
がＮＧ信号として出力されるため、例えば識別灯を点灯
・点滅したり、或いは警報器を鳴らしたりすることによ
ってオペレータはそれを認識することができる。

【００２８】従って、前記比較器４及び５が本発明の振
幅判定手段に相当し、各幅判定回路が位相差判定手段に
相当し、前記ＮＡＮＤ回路１７及びフリップフロップ回
路１８が性状判定手段に相当する。次に本実施例の作用
について図２，図３を用いて説明する。これらの図はい
ずれも振幅の変動が基準を上回るものであるが、図２は
図６ａのように位相差の変動が基準より小さい場合を示
し、図３は図６ｂのように基準より大きな場合を示して
いる。ここでは前記設定レベルがＹ1 だけの作用につい
て説明するが、設定レベルにＹ2 を並設する場合も具体
的な数値設定だけの問題であるから、後段に詳述するこ
ととする。

【００２９】まず、図２は前述のように位相差の変化が
小さく、割れ，傷のような不良欠陥があるという判定を
すべき場合の一例である。まず、Ｙ軸信号が前記最大振
幅レベルＹ0 よりも小さい値から該振幅レベルＹ0 を越
える時刻ｔ2 において、前記振幅比較器４からの出力信
号ａはＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がり、Ｙ軸信
号が該振幅レベルＹ0 よりも大きい値から該振幅レベル
Ｙ0 を越える時刻ｔ5 において、前記比較器４からの出
力信号ａはＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がる。従
って、Ｙ軸信号が前記最大振幅レベルＹ0 を越えている
時間だけ振幅比較器４からの出力信号ａはＬｏレベルに
保持される。従って、前記振幅用フリップフロップ回路
５からの出力信号ｂは、前記振幅比較器４からの出力信
号ａがＬｏレベルに立ち下がる時刻ｔ2 においてＬｏレ
ベルからＨｉレベルに立ち上がる。

【００３０】一方、前記レベル比較器６からの出力信号
ｃ1 は、前記Ｙ軸信号が前記設定レベルＹ1 よりも小さ
い値から該設定レベルＹ1 を越える時刻ｔ1 でＨｉレベ
ルからＬｏレベルに立ち下がり、Ｙ軸信号が該設定レベ
ルＹ1 よりも大きい値から該設定レベルＹ1 を越える時
刻ｔ６でＬｏレベルからＨｉレベルに立ち上がる。従っ
て、Ｙ軸信号が前記設定レベルＹ1 を越えている時間だ
け位相差比較器６からの出力信号ｃ1 はＬｏレベルに保
持され、反転器９からの出力信号ｃ2 はその時間だけＨ
ｉレベルに保持される。

【００３１】この位相比較器６からの出力信号ｃ1 によ
り、前記一方のフリップフロップ回路７はその出力信号
ｄ1 を前記時刻ｔ1 でＨｉレベルにフリップフロップ
し、前記反転器９からの出力信号ｃ2 により、前記他方
のフリップフロップ回路８はその出力信号ｄ2 を前記時
刻ｔ6 でＨｉレベルにフリップフロップする。ここで、
前記他方のフリップフロップ回路８の反転出力信号は遅
延回路１２によって遅延化されるため、該遅延回路１２
からの出力信号ｅは前記他方のフリップフロップ回路８
からの出力信号ｄ2 がＬｏレベルからＨｉレベルに立ち
上がる時刻より所定の時間だけ遅れた時刻ｔ7 でＨｉレ
ベルからＬｏレベルに立ち下がる。従って、前記各フリ
ップフロップ回路５，７，８は前記所定遅延化時刻ｔ7
でリセットされるため、それらの出力信号ｂ，ｄ1 ，ｄ
2 も夫々同時刻ｔ7 でＬｏレベルに立ち下がる。そして
前記出力信号ｄ2 が立ち下がることによりこの遅延回路
１２からの出力信号ｅは前記時刻ｔ7 から所定遅延時間
（ｔ7 −ｔ6 ）後の時刻ｔ8 で再びＨｉレベルに立ち上
がる。

【００３２】前記一方のフリップフロップ回路７からの
出力信号ｃ1 を制御信号として入力した第一のサンプル
ホールド回路１０では、該出力信号ｃ1 がＨｉレベルに
フリップフロップした時刻ｔ1 のＸ軸信号の値を前記所
定遅延化時刻ｔ7 までサンプルホールドした出力信号ｆ
1 が出力される。また、他方のフリップフロップ回路８
からの出力信号ｃ2 を制御信号として入力した第二のサ
ンプルホールド回路１１では、該出力信号ｃ2 がＨｉレ
ベルにフリップフロップした時刻ｔ6 のＸ軸信号の値を
前記所定遅延化時刻ｔ7 までサンプルホールドした出力
信号ｆ2 が出力される。

【００３３】これらのサンプルホールド回路１０，１１
からの出力信号ｆ1 ，ｆ2 を得た減算器１３では、両者
の減算を行って（ｆ2 −ｆ1 ）を出力信号ｇとして出力
する。この減算器１３からの出力信号ｇを入力した比較
器１４では、この出力信号ｇが前記基準値−ΔＸ以上Δ
Ｘ以下であるか否かを比較し、そうである場合にはＨｉ
レベルの出力信号を、そうでない場合にはＬｏレベルの
出力信号を出力する。この場合、前記出力信号ｇが時刻
ｔ3 でΔＸ以上となり、時刻ｔ4 でΔＸ以下となったの
で、この時間だけ出力信号ｈをＬｏレベルに保持する。

【００３４】この比較器１４からの出力信号ｈと前記他
方の出力信号ｄ2 を入力した第一のＡＮＤ回路１５で
は、両出力信号がＨｉレベルである時刻ｔ6 から時刻ｔ
7 の時間だけその出力信号ｊをＨｉレベルに保持する。
ここで、第二のＡＮＤ回路１６にはレベルＹ1 における
幅判定回路の第一のＡＮＤ回路１５からの出力信号ｊ
と、図示されていないレベルＹ2 における幅判定回路の
第一のＡＮＤ回路１５からの出力信号とが入力される
が、このとき、両出力信号が共にＨｉレベルである時間
だけＨｉレベルの出力信号を出力する。ここでは説明を
簡単にするために、前記時刻ｔ6 から時刻ｔ7 の時間だ
けその出力信号がＨｉレベルに保持されているものとす
る。

【００３５】そして前記ＮＡＮＤ回路１７には前記フリ
ップフロップ回路５からの出力信号ｂと前記第二のＡＮ
Ｄ回路１６からの出力信号とが入力されるが、このとき
両出力信号は前記時刻ｔ6 から時刻ｔ7 の時間だけ同時
にＨｉレベルであるため、該ＮＡＮＤ回路１７の出力信
号ｋは前記時刻ｔ6 で立ち下がり、該時間だけＬｏレベ
ルに保持される。

【００３６】従って、このＮＡＮＤ回路１７の出力信号
ｋを入力したＮＧ信号用フリップフロップ回路１８は前
記時刻ｔ6 で出力信号をＨｉレベルに立ち上げ、これに
よりＮＧ信号がＯＮとなって、例えば前記識別灯や警報
器が作動する。次に、図３は図６ｂのように位相差の変
化が大きく、良品の判定をすべき場合の一例である。

【００３７】まず、Ｙ軸信号が小さい値から前記振幅レ
ベルＹ0 を越える時刻ｔ2'において、前記振幅比較器４
からの出力信号ａはＬｏレベルに立ち下がり、Ｙ軸信号
が大きい値から該振幅レベルＹ0 を越える時刻ｔ5'にお
いて、前記振幅比較器４からの出力信号ａはＨｉレベル
に立ち上がる。従って、前記と同様にＹ軸信号が前記最
大振幅レベルＹ0 を越えている時間だけ振幅比較器４か
らの出力信号ａはＬｏレベルに保持される。これによ
り、前記振幅用フリップフロップ回路５からの出力信号
ｂは、前記振幅比較器４からの出力信号ａがＬｏレベル
に立ち下がる時刻ｔ2'においてＨｉレベルに立ち上が
る。

【００３８】一方、前記レベル比較器６からの出力信号
ｃ1 は、前記Ｙ軸信号が小さい値から前記設定レベルＹ
1 を越える時刻ｔ1'でＬｏレベルに立ち下がり、Ｙ軸信
号が大きい値から該設定レベルＹ1 を越える時刻ｔ6'で
Ｈｉレベルに立ち上がる。従って、Ｙ軸信号が前記設定
レベルＹ1 を越えている時間だけレベル比較器６からの
出力信号ｃ1 はＬｏレベルに保持され、反転器９からの
出力信号ｃ2 はその時間だけＨｉレベルに保持される。

【００３９】前記位相比較器６からの出力信号ｃ1 によ
り、前記一方のフリップフロップ回路７はその出力信号
ｄ1 を前記時刻ｔ1'でＨｉレベルにフリップフロップ
し、前記反転器９からの出力信号ｃ2 により、前記他方
のフリップフロップ回路８はその出力信号ｄ2 を前記時
刻ｔ6'でＨｉレベルにフリップフロップする。また前記
と同様に、遅延回路１２からの出力信号ｅは所定遅延化
時刻ｔ7'でＨｉレベルからＬｏレベルに立ち下がり、時
刻ｔ8'で再びＨｉレベルに立ち上がるので、前記各フリ
ップフロップ回路５，７，８は前記所定遅延化時刻ｔ7'
でリセットされ、それらの出力信号ｂ，ｄ1 ，ｄ2 も夫
々同時刻ｔ7'でＬｏレベルに立ち下がる。

【００４０】前記一方のフリップフロップ回路７からの
出力信号ｄ1 を制御信号として入力した第一のサンプル
ホールド回路１０では、該出力信号ｄ1 がＨｉレベルに
フリップフロップした時刻ｔ1'のＸ軸信号の値を前記所
定遅延化時刻ｔ7'までサンプルホールドした出力信号ｆ
1 が出力される。また、他方のフリップフロップ回路８
からの出力信号ｄ2 を制御信号として入力した第二のサ
ンプルホールド回路１１では、該出力信号ｄ2 がＨｉレ
ベルにフリップフロップした時刻ｔ6'のＸ軸信号の値を
前記所定遅延化時刻ｔ7'までサンプルホールドした出力
信号ｆ2 が出力される。

【００４１】これらのサンプルホールド回路１０，１１
からの出力信号ｆ1 ，ｆ2 を得た減算器１３は（ｆ2 −
ｆ1 ）を求め、結果を出力信号ｇとして出力する。この
とき、前記Ｙ軸信号とＸ軸信号との位相差が比較的大き
いため、上に大きな凸の正の減算信号となり、前記時刻
ｔ6'から時刻ｔ7'までの時間では、サンプルホールドさ
れたレベルの差分だけ大きな正の値となった。

【００４２】この減算器１３からの出力信号ｇを入力し
た比較器１４では、この出力信号ｇが−ΔＸ以上ΔＸ以
下であるか否かを比較し、前記出力信号ｇがΔＸ以上と
なる時刻ｔ3'から該ΔＸ以下となる時刻ｔ7'までの時間
だけ出力信号ｈをＬｏレベルに保持する。この比較器１
４からの出力信号ｈと前記他方の出力信号ｄ2 を入力し
た第一のＡＮＤ回路１５では、両出力信号が同時にＨｉ
レベルである時間が存在しないため、その出力信号ｊを
常時Ｌｏレベルに保持される。

【００４３】ここで、前記レベルＹ2 における幅判定回
路の第一のＡＮＤ回路１５からの出力信号のＬｏ−Ｈｉ
レベルに関わらず、第二のＡＮＤ回路１６の出力信号は
常時Ｌｏレベルとなる。従って、前記ＮＡＮＤ回路１７
からの出力信号は常時Ｈｉレベルとなるため、ＮＧ信号
用フリップフロップ回路１８の出力信号をＬｏレベルに
保持され、ＮＧ信号はＯＦＦの状態を保つ。

【００４４】次に、前記Ｙ軸信号が前記設定レベルＹ1
を越えるが、最大振幅レベルＹ0 は越えない場合につい
て考察すると、例えばこれによって前記第一のＡＮＤ回
路１５及び第二のＡＮＤ回路１６の出力信号がＨｉレベ
ルであっても、振幅用フリップフロップ回路５の出力信
号は常時Ｌｏレベルに保持され、従ってＮＡＮＤ回路１
７の出力信号は常時Ｈｉレベルに保持され、従ってＮＧ
信号用フリップフロップ回路１８からのＮＧ信号もＯＦ
Ｆ状態に保持される。

【００４５】次に、前記Ｙ軸信号が最大振幅レベルＹ0
も設定レベルＹ1 も越えない場合には、前記ａ〜ｋの各
出力信号は一切変化せず、従って前記ＮＧ信号もＯＦＦ
状態に保持される。以上のように、本実施例によればＹ
軸信号が最大振幅レベルＹ0 を越え且つＹ軸信号の各設
定レベルＹ1,Ｙ2 に達するＸ軸信号の位相差の変化が基
準値ΔＸよりも小さい場合、即ち探傷信号が振幅の変動
が基準より大きく且つ位相差の変動は基準より小さな，
割れや傷のような不良欠陥と判断される場合にのみＮＧ
信号（欠陥信号）をＯＮとすることができた。また、前
記最大振幅レベルＹ0 や各設定レベルＹ1,Ｙ2 、及び基
準値ΔＸは、任意に設定変更可能であるから、不良欠陥
判定レベルも所望するレベルに設定変更可能である。

【００４６】なお、本実施例ではハードウエアの一例に
よって前記探傷信号の判定を行うものについてのみ詳述
したが、ハードウエアによる判定手段においてもこの一
例に限定されるものではなく、例えば前述のＸ軸信号や
Ｙ軸信号等のアナログ信号をＡ／Ｄ変換してコンピュー
タ等に取込み，前述のような判定をソフトウエアによっ
て判定することも当然にして可能である。

【００４７】また、本実施例では前記二成分信号，Ｘ軸
信号，Ｙ軸信号を共に全波整流した場合について詳述し
たが、これをわざわざ整流する必要はなく、正負にわた
って夫々単独で最大値，基準値との比較を行うようにし
ても差し支えない。更に、前記各設定レベルは一つとか
二つに限定されるものではなく、必要に応じて幾つ設定
してもよい。また本実施例ではＸ成分は励磁電圧と同位
相に，Ｙ成分はこれと９０°ずれた位相に設定したが、
これに限定されるものではない。

【００４８】更にまた、本実施例では特に被検査体の表
面部に於ける傷や割れ等を探傷する場合について説明し
たが、本発明の渦電流検査装置は被検査体の表層部の組
織性状を検査することもでき、例えば不純物の分布状態
を判定する場合や、焼入状態を判定する場合にもほぼ同
様に展開することが可能である。なお更に、前記実施例
では設定レベルに到達するＸ軸成分の差分から位相差の
変化を評価したが、例えば各設定レベルとＸ軸成分との
比の差分を得ることとすれば、直接，位相差の変化を得
ることができる。或いは単にＸ成分とＹ成分との比の変
化をみてもよい。本発明ではこのような位相差の要素を
直接的或いは間接的に位相差の時間的変化に置換するこ
とは特に限定しない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の渦電流検査
装置によれば、同期検波手段によって探傷信号を得、こ
の探傷信号に対して振幅判定手段が最大振幅レベルとの
大小を判定すると共に、位相差判定手段が、最大振幅レ
ベルよりも小さい値に設定された設定レベルにおける位
相差の変化を算出し、その大小を判定し、性状判定手段
が、前記振幅判定手段の判定結果と位相差判定手段の判
定結果との組み合わせに基づいて表面部又は表層部の性
状不良の判定を行うこととしたために、より幅広い視点
から割れや傷の判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の渦電流検査装置の一実施例を示すもの
であり、特にハードウエアによる振幅判定手段，位相差
判定手段，性状判定手段のブロック図である。

【図２】図１の渦電流検査装置において不良欠陥を有す
る被検査体を検査した場合の各出力信号の説明図であ
る。

【図３】図１の渦電流検査装置において良品の被検査体
を検査した場合の各出力信号の説明図である。

【図４】渦電流検査装置の原理説明図である

【図５】図４の各コイルの電流における位相差の説明図
である。

【図６】渦電流検査装置によるリサージュ波形等の探傷
信号を示すものであり、（ａ）は不良欠陥の探傷信号の
説明図、（ｂ）は良品の探傷信号の説明図である。

【符号の説明】

１はプローブ ２は同期検波回路 ４は振幅比較器 ５は振幅用フリップフロップ回路 ６はレベル比較器 ７，８はフリップフロップ回路 ９は反転器 １０，１１はサンプルホールド回路 １２は遅延回路 １３は減算器 １４は位相差比較器 １５，１６はＡＮＤ回路 １７はＮＡＮＤ回路 １８はＮＧ信号用フリップフロップ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルと検出コイルとが併設された
   検出体と、導電物質からなる被検査体とを、互いに近接
   させて相対移動させることによって該被検査体の表面部
   を走査すると共に、前記励磁コイルに所定の周波数の励
   磁電圧を供給することによって被検査体の表面部及び表
   層部に渦電流を生じさせ、前記渦電流の変動に伴って前
   記検出コイルに発生する検出信号の変化に基づいて前記
   被検査体の表面部や表層部の性状を検査する渦電流検査
   装置において、前記検出信号から，前記励磁電圧の周波
   数と同一周波数で且つ該励磁電圧に対して予め設定され
   た所定位相差を有する第一成分と，該第一成分に対して
   位相の異なる第二成分とからなる探傷信号を得るための
   同期検波手段と、前記二つの成分のうち少なくとも何れ
   か一方の成分を，当該成分に対して予め設定されている
   最大振幅レベルと比較してその大小を判定する振幅判定
   手段と、前記励磁電圧の位相に対する検出信号の位相の
   差の変化の大小を判定する位相差判定手段と、前記振幅
   判定手段の判定結果と位相差判定手段の判定結果との組
   み合わせに基づいて前記被検査体の表面部又は表層部の
   性状を判断するための性状判定手段とを備えたことを特
   徴とする渦電流検査装置。