JPH072967U - 直径を挾んで対置されたコイルを有する渦電流プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 軸線に関して対称的な構造体における非対称
欠陥を検出するための渦電流利用のプローブに関する。 【構成】 第１の平面に配置され、交流電気エネルギが
供給されるとき反対の電磁界を生ずるように反対に巻か
れた２つの並置されたコイル３０，３２と、第１平面か
ら軸線方向において平行に離間された第２の平面内に配
置され、交流電気エネルギが供給されるとき反対の電磁
界を生ずるように反対に巻かれた２つの並置されたコイ
ル３４，３６を使用する。第２の平面内にある並置コイ
ル３４，３６は、第１の平面内にある並置コイル３０，
３２に関して所定の角度回転されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【利用分野】

本考案は、傷検出用の渦電流装置に関し、特に軸線に関して対称的な構造体に おける円周上において非対称的な傷を検出するための新規にして有用な渦電流利 用のプローブに関する。

【０００２】

【従来技術】

渦電流技術を使用することにより熱交換器管を構造的欠陥について検出するこ とは周知である。この技術は、一般に、検査されるべき熱交換器管の長さ方向に 移動される１または複数の可動渦電流試験コイルの使用を含む。これらの渦電流 試験コイルは、熱交換器管の内側表面または外側表面いずれでもその表面上の管 の劣化をもっともよく検出し定量できるような１または複数の予め選択された周 波数で付勢される。熱交換器管からの渦電流信号応答は、同様の寸法および材料 より成り人工的不連続部分が管壁に加工された較正管から得られる渦電流信号に 比較される。

【０００３】 また、より一般的構造体における傷その他の欠陥を決定するために、互に選択 された関係にある２またはそれ以上のコイルを有する渦電流プローブを利用する ことも周知である。例えばＬｏｒｅｎｚｉ等の米国特許第３，４９５，１６６号 参照。この特許は、鉄または非鉄物質の表面の欠陥を検出する２個の交叉コイル の使用を示している。 Ｖｒｉｅｓ等の米国特許第３，８４３，９２３号等は、管（パイプ）を取り巻 く２組のホール検出器およびリング状磁石を利用する井戸管継目位置決め器を開 示している。 Ｗａｌｋｅｒ等の米国特許第２，８１０，８８２号は、一平面に取り付けられ 小形の強磁性試料の飽和磁化を測定するのに使用するための１対のＤ状コイルの 使用を開示している。

【０００４】

【考案の概要】

本考案は、一様な半径方向の凹み、チューブシート、構造的拡張部分、穿孔支 持板および類似物のような円周上において対称的な条件に比較的不感知であるが 、管の円周上において非対称な傷に特に敏感な渦電流使用の検出方法およびプロ ーブに関する。これらの円周上で対称的な条件は、管内のひびや割れのような非 対称的な傷としか干渉しないのが一般的である。 本考案にしたがえば、プローブは、通常の検査速度で管中を軸線方向に引かれ る。軸線に関して対称的な構造体の影響を避けるために従来の渦電流プローブに おいてしばしば使用されるように、管の一部が回転される要はない。かくして、 本考案にしたがえば、回転コイルを利用するのに必要な余分な時間と費用は避け られる。

【０００５】 従来技術と同様に、本考案の渦電流プローブのコイルは、熱交換器管に電磁界 を誘起するように電気的に付勢される。コイルを付勢するのに交番電流が使用さ れるから、熱交換器管に生ずる交番電磁界が、管の導電性材料に渦電流を生ずる 。渦電流はまた、チューブシート、管支持板および管拡張部のような熱交換器の 一体または接続部分にも発生される。しかしながら、本考案のフィル配置にした がえば、これらの軸線に関して対称な構造体の影響は最小とされる。

【０００６】 本考案は、特に、これらの既知の円周上において対称的な構造体の領域におけ る管の円周上において非対称的な傷の存在を感知するのに適合される。従来技術 において、これらの領域は、これらの領域における高雑音信号の存在に起因して 、試験するのが特に難しかった。換言すると、軸線に関して対称的な通常の構造 体は、従来技術においては、管の劣化または欠陥の存在を指示することを意味す る信号をマスクする。 本考案にしたがえば、渦電流プローブは、少なくとも２つのコイルが各組に配 され軸線方向に離間された平行平面に配置された少なくとも２組のコイルを含む 。２つのコイルは、互の電磁的影響を抹消するように巻かれかつ付勢される。熱 交換器管の全周が試験されることを保証するために、１組のコイルは第２の１組 のコイルに関して９０°回転される。各組の２つのコイルは、それらの電磁的影 響が抹消されることを保証するために互に直径を挟んで対置される。

【０００７】 本考案の方法は、管壁および周囲構造体に及ぼす電磁的影響を抹消するように 各組の直径を挟んで対置されたコイルを付勢することを含む。局部的な割れや孔 は、１組の１つのコイルからの応答が、その組の直径を挟んで対置されるコイル の応答と異なることを観察することにより検出される。この結果は、第２の１組 のコイルが局部化的割れまたは孔を通過するときに確認される。円周上または軸 線に関して対称的な構造体は、各組のコイルが各他の影響を抹消するように付勢 、配向されるという事実に起因して２組のコイルの応答に影響を及ぼさない。

【０００８】

【考案の目的】

本考案にしたがえば、設計が簡単で、構造が頑丈であり、製造が経済的な渦電 流プローブを提供することである。 本考案の他の目的は、渦電流を利用して、従来の渦電流技術と比較して実施す るのに経済的で便利な、管の円周上において非対称的な欠陥の存在を発見する方 法を提供することである。

【０００９】

【具体例の説明】

本考案、その動作上の利点およびその利用により達成される特定の目的を一層 よく理解するため、好ましい具体例を例示する添付の図面を参照して好ましい具 体例について本考案を詳しく説明する。 図面を参照すると、図１に具体化される本考案は、総括的に１０で指示され、 複数のコイルを含む渦電流プローブより成る。１対のコイルは、電気エネルギが 供給され、その応答が図１に略示される信号処理手段１２により測定される。信 号処理手段は、周知の渦電流技術にしたがって、選択された周波数にてコイルを 付勢するための電源、コイルのレスポンスを検出するための信号検出装置を備え る。本考案は、主としてプローブ１０に対する使用および構造に向けられるから 、信号処理手段１２の詳細はここには言及しないことにする。 図１に示されるように、プローブ１０は、例えば、これを信号処理手段１２に 接続するためのコネクタ１４により支持され、それにより動かすことができる。 信号処理手段はまた、試験されるべき構造体中を、選択された速度にてプローブ １０を動かす適当な装置を含むことができる。

【００１０】 図１において、被試験構造体は、支持板１８を通りチューブシート２０に溶接 された熱交換器管１６である。熱交換器管１６がチューブシート２０に入る領域 において、熱交換器管１６は拡大部分２２を含む。支持体１８およびチューブシ ート２０と同様に、拡大部分２２は、軸線に関してまたは円周上において対称的 である。 管１６は、チューブシート２０の領域において孔ないし欠陥２４を有するもの として示されている。欠陥２４は円周上において非対称である。 本考案のプローブ１０は、後で説明するように、欠陥２４のような非対称の欠 陥の存在を感知するように、また板１８、シート２０および拡大部分２２のよう な管またはその周囲の軸線に関して対称な変動により実質的に影響されないよう に特に設計されている。

【００１１】 図２および図３はプローブ１０を詳細に示している。 プローブ１０は、好ましくは非磁性の物質より成る円筒状の包囲体すなわち枠 体２６を備えている。フレーム２６は管またはケーブル１４により支持されてい る。 第１の平面２８には、２つの隣接するコイル３０および３２が設けられている が、これらは、図３に示されるように、反対方向に巻かれており、電力により同 時に付勢されるとき、互に抹消し合うような反対の磁界を生ずるようになされて いる。

【００１２】 第２の１組のコイル３４および３６は、これも互に並置されているが、平面２ ８から軸線方向に離間しかつ平行に設けられている。コイル３４および３６の構 造、位置づけおよび巻線は、コイル３０および２８のそれと同一である。ただし 、コイル３４、３６はコイル３０、３２に関して９０°回転されている。 第３図に示されるように、コイル３０、３２、３４、３６は各々Ｄ状であり、 各Ｄ状コイルの真直な部分が、共通平面において並置されるコイルに隣接してい る。このように、２組のコイル３０、３２および３４、３６は、ほぼ円形の形態 を形成しており、試験されるべき管またはその他の軸線に関して対称な構造体の 円形断面によく適合する。

【００１３】 図４は、管４０の拡大部分４２を通過するようにプローブ１０を低下させる方 法を例示するものである。２組のコイル３４、３６および３０、３２が、拡大部 ４２の存在に拘りなく管４０内のひびないし割れ４４を通過すると、２組のコイ ルからの検出された信号は、非対称のひびないし割れを表す。 以上、本考案の原理を例示すべく本考案の特定の具体例を図示説明したが、本 考案はその技術思想から逸脱することなく具体化できることは当技術に精通した ものには明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の渦電流プローブとともに示される非試
験管部分の長手方向断面図である。

【図２】プローブ自体の長手方向断面図である。

【図３】図１の３−３線に沿って見た断面図である。

【図４】非試験管部分における本考案のプローブの斜視
図で明瞭にするため一部を除去した図である。

【符号の説明】

１０ 渦電流プローブ １２ 信号処理手段 １４ コネクタ １６ 熱交換器管 １８ 支持板 ２０ チューブシート ２２ 拡大部 ２４ 孔ないし欠陥 ２６ 枠体 ２８ 第１平面 ３０、３２、３４、３６ 枠体 ３８ 第２平面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線に関して対称な構造体内の非対称欠
   陥を検出する渦電流プローブであって、 ２つの隣接する中空のＤ字状コイルであって、第１のコ
   イルの直線部分が第２のコイルの直線部分と隣接してお
   り、第１の平面内にあり、かつ交流電気エネルギが供給
   されるとき反対の電磁界を生ずるように反対に巻かれた
   巻線を有している第１および第２のコイルと、 ２つの隣接する中空のＤ字状のコイルであって、第３の
   コイルの直線部分が第４のコイルの直線部分と隣接して
   おり、前記第１平面から軸線上において離間されかつ該
   第１平面に平行な第２の平面内にあり、かつ交流電気エ
   ネルギが供給されるとき反対の電磁界を生ずるように反
   対に巻かれた巻線を有しており、前記第１平面に存する
   前記第１および第２コイルに関して90°の角度前記第２
   平面において回転されている第３および第４のコイル
   と、 前記第１、第２、第３および第４コイルを支持するため
   の非磁性材料より成る円筒状フレームであって、前記第
   １および前記第２平面間の軸線方向間隔に平行でかつ前
   記構造体の対称軸線と平行な方向に前記円筒状フレーム
   を移動させるため、一端部がコネクタに結合されてお
   り、該コネクタが、前記第１、第２、第３および第４コ
   イルの巻線に取り付けられてこれらコイルに交流電流電
   気エネルギを供給するための電気コードを包含している
   フレームとを備えることを特徴とする渦電流プローブ。