JPH06347448A

JPH06347448A - 渦電流探傷プローブ

Info

Publication number: JPH06347448A
Application number: JP5138790A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Ara; 克之荒; Noriya Ebine; 典也海老根; Shinjiro Takeuchi; 信次郎竹内; Kunihiko Hara; 邦彦原
Original assignee: MISHIMA TAIMU IND KK; Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: MISHIMA TAIMU IND KK; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】プローブの比較用コイルが不要で、信号処理
が容易な小型の渦電流探傷プローブを提供する。【構成】金属管内挿型の渦電流探傷プローブ１１０に
は、その外周面に磁界発生用の平面コイル１１１と、磁
界を検出するためのソレノイドコイル１１２ａ〜１１２
ｌとが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属管の欠陥及び傷割れ
を検査するための渦電流探傷プローブに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】金属内の欠陥及び傷割れを検査する従来
の渦電流探傷法の基本原理を図９に示す。１１は渦電流
探傷プローブで、その中にコイル１３が収納されてい
る。このコイルに交流電源１４が接続されてコイルに交
流電源が流れると、交流磁界１５が発生する。このよう
な状態で渦電流探傷プローブが被探傷金属１２に接近す
ると、交流磁界は被探傷金属内に侵入し、電磁誘導作用
によりそこに渦電流１６が発生して流れる。

【０００３】さて、図１０に示すように、渦電流２１の
流れの中に傷割れ２２が現われると、渦電流の流れが妨
げられ、２３のように流れが乱される。これは等価的に
渦電流の流路の電気抵抗が増大したことに等しい。

【０００４】以上の現象を包含した渦電流探傷プローブ
の等価電気回路を図１１に示す。図において、ｒ_cは渦
電流探傷プローブのコイルの電気抵抗、ｌ₁は渦電流探
傷プローブ・コイルの漏洩インダクタンス、Ｌ₁および
Ｌ₂はそれぞれ渦電流探傷プローブ・コイルと被探傷金
属間の磁気結合における渦電流探傷プローブ側自己イン
ダクタンスおよび被探傷金属側自己インダクタンスであ
る。ｌ₂ は被探傷金属側の漏洩インダクタンス、ｒ_e は
渦電流流路に対する等価電気抵抗である。このような等
価回路定数を用いて渦電流探傷プローブの端子間インピ
ーダンスΖを表すと、

【数１】として、

【数２】

【数３】となる。ここにωは交流電源の角周波数で、ＲとＸはそ
れぞれ渦電流探傷プローブ・コイルの等価インピーダン
スΖの抵抗成分およびリアクタンス成分である。

【０００５】(2)式および(3)式より被探傷金属内に欠陥
や傷割れが現われて等価電気抵抗ｒ_e が変化するとＲと
Ｘが変化し、したがって渦電流探傷プローブ・コイルの
等価インピーダンスΖが変化することがわかる。

【０００６】従来の渦電流探傷法ではこの渦電流探傷プ
ローブ・コイルの等価インピーダンスΖをモニタするこ
とで、金属内に欠陥や傷割れが存在するか否かを検査し
ている。しかし、Ζの変化すなわちＲとＸのｒ_eによる
変化は、それぞれ(2)式および(3)式の右辺第２項のｒ_e
による変化であり、この変化分は通常それぞれの第１項
ｒ_c 及びω(ｌ₁＋Ｌ₁)に比較して非常に小さく、そこ
で、この変化分のみを抽出してモニタするために、図１
２に示すように比較用コイルを用いる方式が採用されて
いる。すなわち、図１２において４１は被探傷金属、４
２は探傷用コイル、４３は比較用コイル、４４は探傷用
コイル４２と比較用コイル４３を内蔵する渦電流探傷プ
ローブである。そして、探傷用コイル４２と比較用コイ
ル４３は差動接続またはブリッジ回路接続されており、
探傷用コイル４２の等価インピーダンスΖと比較用コイ
ル４３の等価インピーダンスΖ_rの差、ΔΖ＝Ζ−Ζ_r、
が測定されて、被探傷金属内の欠陥又は傷割れによるΖ
の変化分すなわちＲとＸの変化分のみがモニタされるよ
うになっている。

【０００７】以上のような原理に基づいた金属管内挿型
の渦電流探傷プローブの従来例を図１３に示す。５１は
被探傷金属管、５２は金属管内挿型渦電流探傷プロー
ブ、５３は探傷用コイル、５４は比較用コイルである。
また、５４が探傷用コイルとなるときには５３は比較用
コイルとなる。探傷用コイル５３と比較用コイル５４は
差動接続またはブリッジ回路接続されて、それぞれのコ
イルのインピーダンスの差すなわち抵抗成分の差とリア
クタンス成分の差がモニタされる。この構造では２つの
コイルがプローブの円周に沿って巻かれており、金属管
内に誘導発生する渦電流は管の円周方向にのみ流れる。
したがって、円周方向の傷割れに対しては渦電流の乱れ
は少なく、円周方向の傷割れの検出は困難なので、管軸
方向の傷割れ（縦方向の傷割れ）の検出に使用されてい
る。

【０００８】全方位の傷割れに対して有効な金属管内挿
型渦電流探傷プローブの従来例として図１４に示すもの
がある。５２は金属管内挿型渦電流探傷プローブ、６１
及び６１’は円形平面コイルである。６１を探傷用コイ
ルとするとき６１’は比較用コイルとなり、その逆も可
能である。この場合には、平面コイルは被探傷金属管の
内壁面に対面しているので、被探傷金属管内に誘導発生
する渦電流の流れは被探傷金属管内壁面を鏡としたとき
のコイル電流の鏡像となる。ただし電流の流れの方向は
逆方向となる。すなわち、被探傷金属管内の渦電流の流
れは円形状となるため、縦、横、斜めのいずれの方向の
傷割れに対しても渦電流の流れが乱され、したがって全
方位の傷割れの検出が可能となる。しかし、この構造で
は被探傷金属管のうちコイルと対面している箇所の傷し
か検出できないので、実際には図１５の（Ａ）に示すよ
うにプローブを回転させる「回転型プローブ」と称され
るものが開発されている。しかし、このプローブでは内
部に回転機構を有するため、プローブ長さが長く小型化
が困難で金属管の曲り部の探傷ができない。そこで、図
１５の（Ｂ）に示すように多くの円形平面コイル（６１
ａ〜６１ｈ）をプローブの全円周面にはりめぐらせた
「マルチコイル型」と称されるものが開発され使用され
ている。このマルチコイル型では、相隣り合うコイル同
志が差動接続またはブリッジ回路接続されており、それ
ぞれ探傷用コイルと比較用コイルの役割を果す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来より用いられてい
る金属管探傷用の渦電流探傷プローブには次ぎの問題点
がある。

【００１０】I. 金属管の欠陥または傷割れによる探傷
用コイルのインピーダンス変化をモニタするため、図１
２及び図１３に示すように、別途に比較用コイルが必要
となり、プローブの小型化の支障となっている。

【００１１】II. 図１５の（Ｂ）に示すマルチコイル
型プローブでは、相隣り合うコイル又は相対するコイル
を比較用コイルとして、すべてのコイルのインピーダン
ス変化をモニタする必要があり、信号処理に大きな負担
がかかり、信号処理システムが高価なものとなってい
る。

【００１２】本発明は、以上の欠点を解決することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

（１）１個または複数個の磁界センサを渦電流探傷プロ
ーブ内に内蔵させる。

【００１４】（２）課題を解決するための手段（１）に
おいて、欠陥および傷割れの無い被探傷金属管に渦電流
探傷プローブを挿入したときに磁界センサの出力がゼロ
になるように渦電流探傷プローブ内の磁界センサの構成
と幾何学的配置を行う。

【００１５】（３）課題を解決するための手段（１）又
は（２）において、渦電流探傷プローブのコイルとして
直列接続した複数個の平面コイルを円筒状物体の外周面
に並べて配置する。

【００１６】（４）課題を解決するための手段（１）又
は（２）又は（３）において、磁界センサを１個または
複数個のソレノイドコイルとする。

【００１７】

【作用】

（１）上記（１）の構成においては、１個又は複数個の
磁界センサにより欠陥または傷割れに基づく磁束変化が
検出される。

【００１８】（２）上記（２）の構成においては、被探
傷金属に欠陥や傷割れがないときには、磁界センサの出
力はゼロで、欠陥や傷割れがあるときのみ出力信号を出
力する。

【００１９】（３）上記（３）の構成においては、直列
接続された個々の平面コイルのインピーダンスを測定す
ることなく、磁界センサにより被探傷金属の欠陥または
傷割れに基づく磁束変化が生じ又は、そのときのみ出力
信号が出力され、そのため信号処理が容易となる。

【００２０】（４）上記（４）の構成においては、磁界
センサとして安価なソレノイドコイルを用い、当該ソレ
ノイドコイルにより被探傷金属の欠陥や傷割れによる磁
束変化が生じ又はそのときのみ出力信号が出力される。

【００２１】

【実施例】初めに、本発明の基本原理を図を参照して説
明する。

【００２２】（イ）図１は、図９に示した渦電流探傷プ
ローブにおいて、交流電流が流れているソレノイドコイ
ルの開口部が金属面と対面したときに作る磁界について
説明するための図面である。図１の（Ａ）において、１
３は交流電流が流れているソレノイドコイルでその開口
部の一つが平坦な金属面８３に対して傾くことなく対面
している。コイル１３に交流電流が流れると、交流磁界
１５が発生する。コイルと金属面の間の任意の点８２に
おける磁界ベクトルをvectorＨ（図１の太字のＨを表
す）とし、そのｘ，ｙ，ｚ方向成分の振幅をそれぞれＨ
ｘ，Ｈｙ，Ｈｚとする。また、点８２の（ｘ，ｙ，ｚ）
座標における位置を（ｘ_P，ｙ_P，ｚ_P)とする。

【００２３】いま、金属面及びその内部に欠陥や傷割れ
等がないものとすると、ＨｘおよびＨｙのそれぞれ線
（ｘ，ｙ_P，ｚ_P）および線（ｘ_P，ｙ，ｚ_P）上における
分布はｘまたはｙに対して図１の（Ｂ）の実線で示すよ
うに奇関数となる。一方、Ｈｚの線（ｘ，ｙ_P，ｚ_P）お
よび線（ｘ_P，ｙ，ｚ_P）上における分布はｘまたはｙに
対して図１の（Ｃ）に示すように偶関数となる。

【００２４】ここで、被探傷金属板に欠陥や傷割れが現
われると金属内の渦電流の流れが乱され、その結果とし
て図１の（Ｂ）および（Ｃ）の実線で示した磁束分布の
対称性がくずれ、同図の点線のように変化する。したが
って、１個又は複数個の磁界センサにより欠陥または傷
割れに基づく磁束変化を検出すれば欠陥または傷割れの
存在を検出することができる。そして、この方法によれ
ば比較用コイルが不要となる。

【００２５】すなわち、１個または複数個の磁界センサ
を渦電流探傷プローブ内に内蔵させることにより、金属
管の欠陥または傷割れによる探傷用コイルのインピーダ
ンス変化をモニタするため、図１３に示すような別途の
比較用コイルは不要となり、プローブの小型化が可能と
なる。

【００２６】（ロ）図１において、金属面及びその内部
に欠陥や傷割れ等がないものとすると、ＨｘおよびＨｙ
のそれぞれ線（ｘ，ｙ_P，ｚ_P）および線（ｘ_P，ｙ，
ｚ_P）上における分布はｘまたはｙに対して図１の
（Ｂ）の実線に示すように奇関数となる。したがって、
図１の（Ｂ）の８５に示すように、長さ２ａの磁界セン
サを線（ｘ，ｙ_P，ｚ_P)上にｘ＝−ａ〜ｘ＝ａにわたっ
て設置したとすると、磁界センサが検出する磁束総量φ
_X は、磁界センサの形状および等価透磁率から定まる定
数をＫとすると、

【数４】となる。同様に、線（ｘ_P，ｙ，ｚ_P）上のｙ＝−ａ〜ｙ
＝ａに設置したときに検出する磁束総量φ_yも、

【数５】となる。このような条件下において、被探傷金属板に欠
陥や傷割れが現われると図１の（Ｂ）の点線のように磁
束分布の対称性が乱れ、(4)式および(5)式において、φ
_x≠０、φ_y≠０、となる。すなわち、被探傷金属に欠陥
や傷割れがないときには出力がゼロで、欠陥や傷割れが
あるときのみ出力信号が得られるような磁界センサの空
間配置が可能となる。したがって、このような磁界セン
サとその空間配置を行うことによって、別途に比較用コ
イルを採用することなく、磁界センサの出力の有無によ
って金属内の欠陥や傷割れの存在が検出ができる。

【００２７】一方、Ｈｚの線（ｘ，ｙ_P，ｚ_P）および線
（ｘ_P，ｙ，ｚ_P）上における分布はｘまたはｙに対して
図１の（Ｃ）に示すように偶関数なので、（ｘ＝０）ま
たは（ｙ＝０）に対して対称な位置（ｘ＝−ｃ及びｘ＝
ｃ）または（ｙ＝−ｃ及びｙ＝ｃ）にｚ方向の長さ（ｂ
−ａ）の磁界センサ８７および８８を配置し、磁界セン
サ８７および８８を直列差動接続すると、その出力Δφ
_Z は、

【数６】となる。このような条件下において、被探傷金属板に欠
陥や傷割れが現われると金属内に誘導している渦電流の
流れに乱れが生じ、図１の（Ｃ）の点数のように磁束分
布の対称性が乱れ、(6)式において、φ_Z≠０、となる。
すなわち、被探傷金属に欠陥や傷割れがないときには出
力がゼロで、欠陥や傷割れがあるときのみ出力信号が得
られるような磁界センサの構成と空間配置が可能とな
る。したがって、別途に比較用コイルを採用することな
く、磁界センサの出力の有無から金属内の欠陥や傷割れ
の存在が検出できる。

【００２８】すなわち、１個または複数個の磁界センサ
を渦電流探傷プローブに内蔵させ、かつ、欠陥および傷
割れの無い被探傷金属管に渦電流探傷プローブを挿入し
たときに磁界センサの出力がゼロになるように渦電流探
傷プローブ内の磁界センサの構成と幾何学的配置を行う
ことにより、金属管の欠陥または傷割れによる探傷用コ
イルのインピーダンス変化をモニタするための図５に示
すような別途の比較用コイルが不要となり、プローブの
小型化が可能となる。

【００２９】（ハ）図２は平面コイル及び直列接続され
た複数個の平面コイルの作用を説明するための図面であ
る。

【００３０】図２の（Ａ）において、９１は平面コイル
の平面図で図中の矢印はコイル巻線に沿った電流の流れ
方向を示している。９１’は平面コイル９１の略図で矢
印によってその中の電流の流れ方向を表している。

【００３１】図２の（Ｂ）は６個の平面コイル（９１
ａ，９２ａ，９１ｂ，９２ｂ，９１ｃ，９２ｃ）を横１
列に並べ、相隣合うコイルの電流の方向が互いに逆向き
になるように直列接続した図面である。

【００３２】図２の（Ｃ）は横１列に並べた６個の平面
コイル（９１ａ〜９１ｆ）をそれぞれに流れる電流の方
向が同じになるように直列接続した図面である。

【００３３】さて、図１の（Ａ）において、ソレノイド
コイル１３の代わりに図２の（Ａ）に示した平面コイル
９１を金属面に対面させたとき、その作用は上記作用
（イ）及び（ロ）と等しい。すなわち、平面コイルの中
心点を原点とし、この原点よりｚ₀だけ離れた平面コイ
ルの面と平面な面を（ｘ，ｙ，ｚ₀）面とすると、この
面上での磁界分布は図１に示した場合と同様に磁界のｘ
成分Ｈｘ及びｙ成分Ｈｙは奇関数となりｚ成分Ｈｚは偶
関数となる。

【００３４】そこで、図２の（Ｂ）に示した直列接続コ
イルを金属管内挿型の円筒状プローブの外周面に取付け
て交流電流を流し、欠陥及び傷割れのない金属管内に挿
入した場合を考える。図３はこのときの作用を説明する
ための図面である。１０１は円筒状プローブ、９１ａ〜
９２ｃは図２の（Ｂ）に示した直列接続コイルである。
また、１０２ａ，１０２ｂ，・・・，１０３ａ，１０３
ｂ，・・・，１０３ｆ，１０４ａ，１０４ｂ，１０５は
磁界センサである。

【００３５】ここで、座標系を円筒座標（ｒ，θ，ｚ）
とすると、平面コイル周辺の交流磁界の各成分Ｈｒ，Ｈ
θ，Ｈｚの振幅は共にθに対して１２０°の周期で繰返
す周期関数となる。また、ｚに対するＨｚは奇関数とな
りＨθ は偶関数となる。ただし、θ＝（３０＋ｎ６
０）°,ｎ＝０，１，２，３，４，５、においてはＨｚ
＝０であり、θ＝（ｎ６０）°,ｎ＝１，２，３，４，
５、においてはＨθ ＝０である。このような空間的に
磁界が平衡状態にあるとき、直列接続コイルに対面して
いる金属管部の局部に欠陥または傷割れが現われると、
その局部周辺の磁界が乱れ、したがって直列接続コイル
近傍に図３の１０２ａ，１０２ｂ，・・・・，１０３ａ，１
０３ｂ，・・・・，１０３ｆ，１０４ａ，１０４ｂ，１０５
のように磁界センサを配置して欠陥または傷割れによる
磁界の乱れを検出すれば、直列接続された個々の平面コ
イルのインピーダンスを測定することなく、欠陥または
傷割れの存在が検出できる。このとき、上記作用（ロ）
の場合と同様に、被探傷金属管に欠陥や傷割れがないと
きには出力がゼロで欠陥や傷割れがあるときのみ出力信
号が得られるような磁界センサ群の空間配置が可能であ
り、これらの磁界センサ群を直列接続して全体として１
組〜２組の磁界センサとすることが可能であり、信号処
理が容易となる。

【００３６】図３において、直列接続コイル９１ａ〜９
２ｃの代わりに図２の（Ｃ）の直列接続コイル９１ａ〜
９１ｆを用いると、θに対する周期性が１２０°から６
０°へと１／２に変化する。しかし、ｚに対する対称性
には変化はなく、したがって直列接続コイル９１ａ〜９
２ｃの代わりに直列接続コイル９１ａ〜９１ｆを採用し
ても、被探傷金属管に欠陥や傷割れがないときには出力
がゼロで欠陥や傷割れがあるときのみ出力信号が得られ
るような磁界センサ群の空間配置が可能であり、しかも
磁界センサで群を直列接続して全体として１組〜２組の
磁界センサ構成となして、信号処理を容易とすることが
可能である。

【００３７】すなわち、（イ）で述べたような、１個ま
たは複数個の磁界センサを渦電流探傷プローブに内蔵さ
せる構造、あるいは（ロ）で述べたように、かかる構成
に加えて欠陥および傷割れの無い被探傷金属管に渦電流
探傷プローブを挿入したときに磁界センサの出力がゼロ
になるように渦電流探傷プローブ内の磁界センサの構成
と幾何学的配置を行うようにした構成において、渦電流
探傷プローブのコイルとして直列接続した複数個の平面
コイルを円筒状物体の外周面に並べて配置することによ
り、図１５の（Ｂ）に示すマルチコイル型プローブで
は、相隣り合うコイル又は相対するコイルを比較用コイ
ルとして、すべてのコイルのインピーダンス変化をモニ
タする必要があり、信号処理に大きな負担がかかり、信
号処理システムが高価なものとなっていたが、そのよう
な高価な信号処理システムが不要となる。

【００３８】（ニ）上記の作用（イ）、（ロ）及び
（ハ）において、渦電流探傷プローブのコイルに流す電
流は数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの高周波電流であ
る。したがって、渦電流探傷プローブのコイルが作る磁
界を検出するための磁界センサとして空心ソレノイドコ
イル又は鉄心入りソレノイドコイルを使用することが可
能となる。したがって、磁界センサの製作コストは安価
となり且つ形状も小型化が容易となり、被探傷金属管に
欠陥や傷割れがないときには出力がゼロで欠陥や傷割れ
があるときのみ出力信号が得られるような磁界センサ群
の空間配置と直列接続が安価に出来て、信号処理も容易
となる。

【００３９】すなわち、（イ）で述べたような、１個ま
たは複数個の磁界センサを渦電流探傷プローブに内蔵さ
せる構成、あるいは（ロ）で述べたように、かかる構成
に加えて、欠陥および傷割れの無い被探傷金属管に渦電
流探傷プローブを挿入したときに磁界センサの出力がゼ
ロになるように渦電流探傷プローブ内の磁界センサの構
成と幾何学的配置を行うようにした構成において、また
は、この後者の構成において、（ハ）で述べたように、
渦電流探傷プローブのコイルとして直列接続した複数個
の平面コイルを円筒状物体の外周面に並べて配置する構
成において、磁界センサを１個または複数個のソレノイ
ドコイルとすることにより、図１５の（Ｂ）に示すマル
チコイル型プローブでは、相隣り合うコイル又は相対す
るコイルを比較用コイルとして、すべてのコイルのイン
ピーダンス変化をモニタする必要があり、信号処理に大
きな負担がかかり、信号処理システムが高価なものとな
っていたが、そのような高価な信号処理システムが不要
となる。

【００４０】図４に本発明の好適実施例を示す。１１０
は金属管内挿型の渦電流探傷プローブ、１１１はプロー
ブ１１０の外周面に取付けた平面コイル、１１２ａ〜１
１２ｌは磁界を検出するための空心又は鉄心入りのソレ
ノイドコイルである。

【００４１】平面コイル１１１は図５の（Ａ）又は
（Ｂ）に示すような６個の平面コイルが直列接続された
ものである。１１１に交流電流が供給されると、１１１
を構成する６個の平面コイルのそれぞれには供給交流電
流のある半周期において図中の矢印で示すような方向の
電流が流れる。

【００４２】図６は渦電流探傷プローブ１１０の平面図
でソレノイドコイル１１２ａ〜１１２ｌの取付け例を説
明する図面である。すなわち同図の（Ａ）は、ソレノイ
ドコイル１１２ａ〜１１２ｌのそれぞれを平面コイル１
１１の外側に取付けた例、また同図の（Ｂ）は内側に取
付けた例である。さらに、同図の（Ｃ）は平面コイル１
１１と同じ外周位置に取付けた例である。

【００４３】ソレノイドコイル１１２ａ〜１１２ｌのそ
れぞれは平面コイルが作るｚ方向（図４）の磁界Ｈｚを
検出するが、プローブが欠陥または傷割れのない金属管
に挿入されたときにソレノイドコイルのそれぞれの出力
電圧がゼロ又は最小になるようにソレノイドコイルのそ
れぞれのｚ方向位置およびθ方向位置（図４）が調整さ
れている。したがって、プローブの平面コイルに対面す
る金属管位置に欠陥又は傷割れが現われると、その欠陥
又は傷割れ付近の磁界分布が乱れ、その近傍のソレノイ
ドコイルに大きな電圧が誘導する。この誘導電圧を検出
測定することによって、金属管の欠陥又は傷割れを検出
する。

【００４４】ソレノイドコイル１１２ａ〜１１２ｌの出
力電圧をマルチプレクサなどを利用してそれぞれ独立に
測定してもよいが、金属管の欠陥又は傷割れのｚ方向の
位置の同定のみが重要でθ方向の位置の同定が重要でな
いときには、ソレノイドコイル１１２ａ〜１１２ｌを直
列接続してもよい。

【００４５】図７の（Ａ）又は（Ｂ）はソレノイドコイ
ル１１２ａ〜１１２ｌを直列接続して、全体としてそれ
ぞれ１個または２個の磁界センサを構成した実施例であ
る。

【００４６】この実施例においては、ソレノイドコイル
１１２ａ〜１１２ｌのｚ方向の長さ２ａは平面コイル１
１１の幅ｈと同じとしたが、２ａ≠ｈ、としてもよい。

【００４７】図８は本発明の渦電流探傷プローブに接続
する電気回路の例で、従来の技術で構成されている。図
において、１５０は高周波の交流電源で、これよりプロ
ーブ部の平面コイル１１１と直列抵抗１５１に電流が供
給される。この電流値に比例した電圧１５９はオシロス
コープ１６０のｘ入力端子に供給される。磁界検出用の
直列接続されたソレノイドコイル１１２ａｋ（図７の
（Ｂ）のＤ₁−Ｄ₁')および１１２ｂｌ（図７の（Ｂ）の
Ｄ₂−Ｄ₂'）の出力電圧はそれぞれ交流増幅器１５２お
よび１５３に供給される。増幅された信号は欠陥・傷割
れ判定回路１５７に供給され、ここで金属管の欠陥・傷
割れの有無が判定される。欠陥・傷割れ判定回路１５７
には必要に応じて比較信号電圧１５６が加えられる。ま
た交流増幅器１５２及び１５３の出力のどちらかが切換
えスイッチ１５８で選択されオシロスコープ１６０のｙ
入力端子に供給される。したがって、オシロスコープの
ブラウン管上に従来技術と類似のリサージュ図形が得ら
れる。

【００４８】この実施例では、平面コイル１１１は６個
の直列接続された平面コイルで構成した例を示したが、
直列接続する平面コイルの全体数は６個より少なくても
よく、また多くてもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、プローブの回転操作や
比較用コイル等が不要となり、小型で金属管の曲がり部
への挿入が可能な渦電流探傷プローブが供給出来ると共
に、複雑な信号処理操作等が不要となってデータ処理時
間も短縮され、全体システムのコスト低減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本原理を説明するための図であっ
て、交流電流が流れているソレノイドコイルの開口部が
金属面と対面したときに作る磁界について説明するため
の図である。

【図２】本発明に係る、平面コイル及び直列接続された
複数個の平面コイルの作用を説明するための図である。

【図３】本発明の基本原理を説明するための図であっ
て、直列接続された平面コイルを金属管内挿型の円筒状
プローブの外周面に取付けて交流電流を流したときの作
用を説明するための図である。

【図４】本発明の渦電流探傷プローブの好適実施例を示
す図である。

【図５】図４に示す渦電流探傷プローブに用いられる平
面コイル１１１の２種類を示す図である。

【図６】図４に示す渦電流探傷プローブの平面図で、ソ
レノイドコイル１１２ａ〜１１２ｌの取付け例を説明す
るための図である。

【図７】図４に示す渦電流探傷プローブのソレノイドコ
イル１１２ａ〜１１２ｌを直列接続して、全体としてそ
れぞれ１個または２個の磁界センサを構成した実施例を
示す図である。

【図８】本発明の渦電流探傷プローブに接続される電気
回路の一実施例を示す図である。

【図９】従来の渦電流探傷法の基本原理を説明するため
の図である。

【図１０】金属内の欠陥又は傷割れによる渦電流の流れ
の乱れを説明するための図である。

【図１１】渦電流探傷プローブの等価電気回路を示す図
である。

【図１２】比較用コイルを用いる従来の渦電流探傷法を
説明するための図である。

【図１３】金属管内挿型の渦電流探傷プローブの従来例
を説明するための図である。

【図１４】全方位の傷割れに対して有効な金属管内挿型
渦電流探傷プローブの従来例を説明するための図であ
る。

【図１５】「回転型プローブ」と称される従来の渦電流
探傷プローブを説明するための図である。

【符号の説明】

１３ソレノイドコイル８７、８８磁界センサ９１平面コイル１０１円筒状プローブ９１ａ〜９２ｃ直列接続コイル１０２ａ、１０２ｂ磁界センサ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｆ磁界センサ１０４ａ、１０４ｂ、１０５磁界センサ１１０渦電流探傷プローブ１１１平面コイル１１２ａ〜１１２ｌ磁界検出用ソレノイドコイル。１１２ａｋ、１１２ｂｌソレノイドコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者海老根典也茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４日本原子力研究所東海研究所内 (72)発明者竹内信次郎福岡県北九州市八幡東区枝光２−１−15 株式会社ミシマタイムインダストリー内 (72)発明者原邦彦福岡県北九州市八幡東区枝光２−１−15 株式会社ミシマタイムインダストリー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個または複数個の磁界センサを渦電流
探傷プローブ内に内蔵させた渦電流探傷プローブ。
【請求項２】欠陥及び傷割れの無い被探傷金属管に渦
電流探傷プローブを挿入したときに前記磁界センサの出
力がゼロになるように渦電流探傷プローブ内の磁界セン
サの構成と幾何学的配置を行った請求項１に記載の渦電
流探傷プローブ。
【請求項３】渦電流探傷プローブのコイルとして直列
接続した複数個の平面コイルを円筒状物体の外周面に並
べて配置した請求項１又は２に記載の渦電流探傷プロー
ブ。
【請求項４】前記磁界センサが１個または複数個のソ
レノイドコイルである請求項１又は２又は３に記載の渦
電流探傷プローブ。