JPH06222021A - 材料の劣化計測方法及び装置 - Google Patents

材料の劣化計測方法及び装置

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JPH06222021A
JPH06222021A JP2716393A JP2716393A JPH06222021A JP H06222021 A JPH06222021 A JP H06222021A JP 2716393 A JP2716393 A JP 2716393A JP 2716393 A JP2716393 A JP 2716393A JP H06222021 A JPH06222021 A JP H06222021A
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crack
sensing
conductor
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Tetsuo Shoji
哲雄 庄子
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、導電性材料の劣化を容易に
計測できる計測方法及び装置を得るにある。 【構成】 検知導体を被測定材料に沿って所定の長さに
亘り線状に配置し、この検知導体に交流電流を流し、こ
の結果上記材料に発生する誘導電流によって生ずる2点
間の電圧を検出し、この電圧変化から上記2点間にき裂
があるものと判定する、材料の劣化計測方法及び装置。
上記検知導体には種々の周波数の交流電流が流される。
上記検知導体を支持するボデー部分がフレキシブルであ
り、上記材料の面に沿って変形可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は材料の劣化計測方法及び
装置、特に金属、セラミックス等の導電性材料の材質変
化及びき裂の有無及び程度を検知する方法及び装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、火力プラントのボイラーヘッダ
ー、タービンロータ及びタービンケーシング等において
は疲労によるき裂が発生した場合、重大な事故につなが
ることになる。このような金属等の表面あるいはその内
部にき裂がある場合、その金属材料のき裂を挟んだ2点
間に交流または直流の電流を流し、き裂を挟む部分の電
圧を測定することでき裂の有無や、き裂の深さを知るよ
うにしたものは既知である。
【0003】図4は従来の材料の劣化計測方法の説明図
であって、1は導電性材料、2はこれに生じたき裂、3
は例えば数ボルトの交流または直流電源、4は、例えば
5〜10mm互いに離間する位置で上記材料1に接触せ
しめた2組の検知電極を示す。この方法では、材料1
の、例えば数cm〜数10cm離間した2点間に電圧印
加電極(図示せず)を介して上記電源3の電圧を印加し
て、例えば数〜数10アンペアの電流を上記材料1に流
し、上記検知電極4,4間の電圧を電圧計5によって検
出し一方の組の検知電極4によって検出した電圧の値
が、他の組の検知電極4によって検出した電圧の値より
例えば数〜数十マイクロボルト大きいとき、上記一方の
組の検知電極4間にき裂2が存在するものと判定し、ま
た両者の電圧の比からき裂2の深さを判定している。
【0004】図5は従来の他の劣化計測方法の説明図で
あって、この方法においては、電流を直接材料1に流す
代わりに直径が例えば1cmのコイル6に交流電流を流
し、このコイル6によって発生した磁界により材料1内
に磁気誘導渦電流を発生せしめ、き裂があった場合にコ
イル6に生ずる電圧の変化と、電流と電圧の位相が変化
することからき裂の有無を検知している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然しながら上記図3に
示す方法では、電圧印加電極によって材料1の2点間に
電圧を印加したとき、き裂2を通してのみならずその周
辺にも一様に電流が流れることになるためき裂2の両端
に生ずる電圧が少なくなり、この電圧を大きくするため
には必要以上に大きい電圧を材料1に印加しなければな
らず、また、そのため大きな電流が流れて材料1に熱を
発生する等種々の不都合があった。
【0006】また、検知すべき区域の変更には、その都
度材料1に対する電圧印加電極の脱着が必要となり、能
率が悪い欠点があった。
【0007】また、図5に示す方法では、材料に対する
電圧印加用電極や検知電極4が不要であるという利点は
あるが、1回の測定で検知できる範囲が小さく、き裂2
が材料1の表面に現れていない場合にはき裂の発生して
いる個所の検知に時間がかかると共に、材料1の内部に
延びているき裂の状態を測定することは不可能であっ
た。
【0008】本発明は上記の欠点を除くようにしたもの
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の材料の劣化計測
方法は、検知導体を被測定導電性材料に沿って線状に配
置し、この検知導体に交流電流を流し、上記検知導体に
沿った上記材料の複数点間の電圧を検出し、この検出し
た電圧から上記材料の劣化を判断することを特徴とす
る。
【0010】上記電流は、可変周波数交流電源から供給
し、その周波数を任意に変えて上記電圧を検出するよう
にする。
【0011】本発明の材料の劣化計測装置は、ボデー
と、このボデーの底面に配置せしめた検知導体と、上記
検知導体に沿ったライン上で上記底面に露出せしめた2
個以上の互いに離間した検知電極と、この検知電極間の
電圧を検出する手段とより成り、上記検知導体が被測定
導電性材料上に沿って配置され、これに交流電流が流さ
れることを特徴とする。
【0012】上記検出電極は、上記ボデーの底面外に突
出自在である。
【0013】上記ボデーの底面は、フレキシブルで任意
の曲面に変形可能である。
【0014】
【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。
【0015】本発明の材料の劣化計測方法においては、
図1に示すように長さが例えば10〜20cmのエナメ
ル線等の絶縁検知導体7をき裂を検知すべき導電性材料
1の表面に沿って直線状に配置し、この検知導体7に電
源3から例えば数アンペア程度の交流電流を流し、この
結果材料1内に上記検知導体7に沿って磁気誘導電流が
発生されるようにし、上記検知導体7に沿った上記材料
1上の2点間の電圧を上記材料1に接触している検知電
極4,4によって検出せしめ、次に、上記検知導体7及
び検知電極4,4を任意の方向に移動したとき、上記検
知電極4,4間の電圧が増加すれば、これによってこの
検知電極4,4間にき裂2が存在することを検知する。
【0016】また、このき裂2の部分における電圧を、
上記電線3の周波数を例えば0.3K〜100KHzに
変化せしめて測定し、この測定結果により上記き裂2の
材料1内における深さ方向の形態を判定する。
【0017】本発明の材料の劣化計測方法は上記のとお
りであるから、検知導体7及び検知電極4,4を材料1
上で移動するのみで容易に検知区域の変更を行うことが
でき、また、材料1には上記検知導体7に沿った部分に
のみ磁気誘導電流が集中的に流れるため、き裂2が発生
している部分では十分に大きな電圧を得ることができ、
感度が大きくなる。
【0018】また、電源の周波数を変えて、例えば周波
数を大きくすればスキン効果によって誘導電流を材料の
表面に沿ってのみ流して表面のみのき裂を検知すること
ができ、逆に周波数を下げて測定を行えば材料の中心部
のき裂に関する情報を検知するようにでき、結果として
き裂の有無のみならず、そのき裂が材料内でどのように
延びているかをも検知できるようになる。
【0019】なお、以上は材料1のき裂2を検知する場
合を説明したが、き裂2の有無にかかわらず上記2個の
検知電極4,4間の電圧は材料1の材質によって異なる
ことから、あらかじめ既知の材質の材料につきその電圧
を測定しておけば、これを参照して未知の材料の材質あ
るいは既知の材料の経年的変化をも検知することができ
る。
【0020】図2は本発明の材料の劣化計測装置を示
し、本発明においては例えばアルミニウムにミューメタ
ルを被覆せしめた、例えば筒状体のボデー8にその底面
9から垂直方向上方に延びる2個の垂直孔10を設け、
この各垂直孔10内に圧縮スプリング11と検知電極4
をこの順序で挿入し、この検知電極4,4の先端を上記
ボデーの底面9外に突出せしめ、この検知電極4,4の
先端をき裂を検知すべき材料1の面に押圧したとき、こ
の面によって押され、圧縮スプリング11に抗して上記
垂直孔10内に押し込まれ、その先端がボデー8の底面
9に一致され得るようにする。
【0021】また、上記ボデー8の底面9には上記2個
の検知電極4,4を結ぶライン上で上記検知導体7を絶
縁状態で埋め込み、その両端に可変周波数電源3を接続
し、上記2個の検知電極4,4間には電圧計5を接続せ
しめる。なお、上記検知導体7は上記検知電極4,4と
交叉する部分では検知電極4の外周に沿って迂回せしめ
る。
【0022】また、電波妨害等を防ぐため必要に応じて
上記ボデー8の外周面に金属の網等のシールドをかぶせ
るのが好ましい。
【0023】本発明の材料の劣化計測装置においてはボ
デー8の底面9部分をゴム等のフレキシブルな材料とし
ておけば、上記検知導体7を測定すべき材料の面が曲面
であってもこれに沿って配置することができるようにな
り、正確な検知が可能となる。
【0024】また、本発明の材料の劣化計測方法及び装
置は、強磁性体であるフェライトからアルミニウム、オ
ーステナイト鋼、チタニウム等非磁性の金属や、合金、
電導度の低いセラミックス等の材料等に幅広く適用する
ことができる。
【0025】更に、上記検知導体7として導体箔を用
い、この箔に孔をあけ、この孔を介して上記検知電極
4,4を材料1に接触せしめても良い。
【0026】なお、本発明の他の実施例においては図3
に示すように検知電極4,4を2組、上記検知導体7に
沿って配置する。
【0027】このようにすれば従来と同様2組の検知電
極4,4の検知電圧の比によってき裂の深さを直ちに計
測することができる。
【0028】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、従来の場
合に比べ略数10倍の感度で材料のき裂の有無や、材質
の劣化及び経年変化等を極めて容易に検知できるように
なる大きな利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の材料の劣化計測方法の説明図である。
【図2】本発明の材料の劣化計測装置の説明図である。
【図3】本発明の他の実施例における劣化計測装置の説
明図である。
【図4】従来の材料の劣化計測方法の説明図である。
【図5】従来の材料の劣化計測方法の説明図である。
【符号の説明】
1 導電性材料 2 き裂 3 交流または直流電源 4 検知電極 5 電圧計 6 コイル 7 検知導体 8 ボデー 9 底面 10 垂直孔 11 圧縮スプリング

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検知導体を被測定導電性材料に沿って線
    状に配置し、 この検知導体に交流電流を流し、 上記検知導体に沿った上記材料の複数点間の電圧を検出
    し、 この検出した電圧から上記材料の劣化を判断することを
    特徴とする材料の劣化計測方法。
  2. 【請求項2】 上記電流を可変周波数交流電源から供給
    し、その周波数を任意に変えて上記電圧を検出する請求
    項1記載の材料の劣化計測方法。
  3. 【請求項3】 ボデーと、このボデーの底面に配置せし
    めた検知導体と、上記検知導体に沿ったライン上で上記
    底面に露出せしめた2個以上の互いに離間した検知電極
    と、この検知電極間の電圧を検出する手段とより成り、
    上記検知導体が被測定導電性材料上に沿って配置され、
    これに交流電流が流されることを特徴とする材料の劣化
    計測装置。
  4. 【請求項4】 上記検知電極が上記ボデーの底面外に突
    出自在である請求項3記載の材料の劣化計測装置。
  5. 【請求項5】 上記ボデーの底面がフレキシブルで任意
    の曲面に変形可能である請求項3または4記載の材料の
    劣化計測装置。
  6. 【請求項6】 上記電流を可変周波数交流電源から供給
    する請求項3,4または5記載の材料の劣化計測装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08334487A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Tetsuo Shoji 導電性螺旋検体の非破壊的劣化検査方法及び装置
WO2010140525A1 (ja) * 2009-06-04 2010-12-09 Ntn株式会社 焼入れ品質検査装置および焼入れ品質検査方法
JP2011169792A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Yazaki Corp 接合判定装置、電磁圧接装置、及び、接合判定方法
CN114088771A (zh) * 2021-11-09 2022-02-25 衡阳镭目科技有限责任公司 检测极耳质量的方法和装置

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