JPH0732565U - 渦電流探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、直交磁界型の渦電流探傷装置に於い
て、磁界の方向と欠陥の方向の間の一定の関係を利用し
て欠陥の方向をも判定することを目的とする。 【構成】十字形に足を有する磁心１の十字の部分に４個
の各足に対応してそれぞれ励磁コイルを設け、磁心の４
個の足（脚）１１，１２，１３，１４に、各々検出コイ
ル３１，３２，３３，３４を設け、対向する２個の励磁
コイル２１−２３、２２−２４にスイッチ６１にて直流
の電流を流し、次の瞬間には他の２個の励磁コイルに直
流電流を流すことによって、磁心の透磁率を低下させ、
各瞬間毎に、直交する磁界を発生させ、各々の瞬間での
４個の検出コイル３１，３２，３３，３４に誘起する電
圧の合計を観察することによって、欠陥の方向を感知で
きることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属平板等の金属物体中の健全性を確認する際に使用される直交磁 界型の渦電流探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

金属平板等を探傷する渦電流探傷装置の従来の構成を図５、及び図６を参照し て説明する。 金属物体中の欠陥の有無を判定し、その健全性を確認するために使用されるこ の渦電流探傷装置は、図５に示すように、励磁コイル１０１、検出コイル１０２ 、磁心１０３等で構成される探傷子１００、画面１２１を有する探傷器１２０、 及び探傷子１００と探傷器１２０との間を接続する接続ケーブル１３０等により 構成される。

【０００３】 この種、渦電流探傷装置に於ける探傷子１００、及び探傷器１２０の電気的接 続状態及び磁界状態を図６に示す。 図５、及び図６に於いて、１１０は検査の対象となる被検体金属、１１１は被 検体金属中の欠陥である。１３１は励磁コイル１０１が発生する磁界、１３２は 励磁コイルが発生する磁界によって生じる金属体中を流れる渦電流、１３３は渦 電流１３２によって発生する磁界である。１４１は探傷器１２０が内蔵する発振 器である。

【０００４】 探傷子１００の励磁コイル１０１には、接続ケーブル１３０を介して、探傷器 １２０に内蔵された発振器１４１から、一定の大きさ（振幅）、一定周波数の交 流電流が流される。

【０００５】 励磁コイル１０１に交流の電流が流れることによって、励磁コイル１０１から 磁界１３１が発生する。この磁界１３１は検出コイル１０２、及び被検体金属１ １０と鎖交するので、被検体金属１１０に渦電流１３２が発生する。

【０００６】 この渦電流１３２は、被検体金属１１０が健全な場合（即ち欠陥がないとき） 励磁コイル１０１と同心円状に発生する。この渦電流１３２によっても磁界１３ ３が発生し、この磁界１３３も励磁コイル１０１と鎖交する。

【０００７】 これらの交流の磁界１３１、及び１３３が、励磁コイル１０１と鎖交すること によって、励磁コイル１０１に交流の電圧が誘起する。 被検体金属１１０に欠陥１１１が発生する場合、渦電流１３２の流れ方が、欠 陥のない場合に比べて変化する。このとき渦電流１３２が発生する。磁界１３３ も欠陥のない場合に比べて変化するため、励磁コイル１０１に誘起する電圧も変 化し、この電圧の変化を探傷器１２０の画面１２１にて観察し、欠陥の有無を判 断する。

【０００８】 実際に適用される場合、探傷子１００を被検体金属１１０に沿って移動させな がら、このときの探傷器１２０の画面１２１の検出コイル１０２の誘起電圧波形 １２３を観察する。

【０００９】 また、この探傷器１２０は、探傷子１００が被検体金属１１０の健全な部分（ 欠陥１１１の無い部分）に置かれたときの誘起電圧を小さくする補正の機能を有 しており、欠陥１１１の無い部分では、探傷器１２０の画面１２１の各部の波形 が図７のようになる。

【００１０】 図７に於いて、１２１及び１２２はそれぞれ図５と同様であり、１２４は欠陥 が無い場合の検出コイル１０２の誘起電圧を、上記の補正をして示したものであ り、図のように欠陥のない場合では、検出コイル１０２の誘起電圧は、小さな振 れ幅で表われる。

【００１１】 図８は、欠陥のある場合の各波形を示したものであり、図中の１２１、及び１ ２２は、それぞれ図５及び図７と同様である。図８の１２５は欠陥が有する場合 の検出コイル１０２の誘起電圧であり、この電圧は欠陥のない場合に、振れ幅を 小さくする前述の補正がかかっているため、欠陥がある場合には、大きな振れ幅 となって表われる。

【００１２】 従って、探傷子１００を被検体金属１１０の上で、移動させながら、探傷器１ ２０の画面１２１を観察することによって、欠陥の有無を判断でき、被検体金属 の健全性を知ることができる。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した従来の探傷装置に於いては、被検体金属中の渦電流が 探傷子の励磁コイルと同心円状に流れるため、欠陥の方向とは無関係に発生し、 欠陥の方向が分からないという問題点があった。

【００１４】 本考案は上記実情に鑑みなされたもので、磁界の方向と欠陥の方向の間の一定 の関係を利用して、欠陥の方向を判定することのできる直交磁界型の渦電流探傷 装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記問題点を解決するために、図１に示すように、十字形に足を有 する磁心を用意し、この磁心の十字の部分に４個の励磁コイル、４個の足に４個 の検出コイルをそれぞれ設け、各瞬間毎に、並んだ２個の励磁コイルに直流を通 電し、この直流の電流によって磁心の透磁率を低下させ、各瞬間毎で、直交する 方向の磁界を発生させる。この磁界が欠陥の存在による渦電流の変化によって影 響される程度を、４個の検出コイルの誘起電圧を常に観察することによって、磁 界の方向と欠陥の方向の間の一定の関係を利用して、欠陥の方向を判定すること を特徴とする。

【００１６】

【作用】 本考案による渦電流探傷装置は、上記のように構成されているので、被検体金 属と鎖交する磁界が、スイッチの作動と電源の作動によって、各期間毎に直交す る方向に発生する。検出コイルに誘起する電圧は、金属中の渦電流が欠陥によっ て妨げられる程度によって左右され、渦電流が欠陥によって妨げられる程度は、 磁界の方向（渦電流の方向）と欠陥の方向によって変化する。

【００１７】 従って、各期間毎に直交した磁界を発生させ、その各期間毎の検出コイルに誘 起する電圧の合計を観察し、各期間毎の誘起電圧を対比することによって欠陥の 方向を感知できることになる。

【００１８】

【実施例】

本考案の実施例を図１乃至図４を参照して説明する。 図中、１は十字形をなす探傷子の磁心である。この磁心１は、磁界を効率よく 発生し、かつ磁界を効率よく検出するために、高透磁率材にて構成される。この 十字形の磁心１に、励磁コイル２１〜２４、及び検出コイル３１〜３４が巻き付 けられる。

【００１９】 １１，１２，１３，１４はそれぞれ十字形磁心の足（十字形磁心の一部をなす 脚）であり、この足（脚）１１，１２，１３，１４の部分が被検体金属に最も接 近した状態で使用される。

【００２０】 ２１，２２，２３，２４はそれぞれ励磁コイルであり、探傷器５０から交流電 流が常に流され、スイッチによって、直流の電流が、励磁コイル（−ａ）２１と 、励磁コイル（−ｃ）２３、もしくは励磁コイル（−ｂ）２２と、励磁コイル（ −ｄ）２４に各期間毎に１組となって流される。直流の電流が流されることによ って、磁心１のその部分の透磁率が低下するため、その部分につながった磁心１ の足（脚）１１−１３、１２−１４から出る磁界は減衰する。

【００２１】 直流の電流が流されない部分につながった磁心の足からは、交流の磁界が発生 し、この磁界が被検体金属中に作用する。 ３１，３２，３３，３４はそれぞれ検出コイルであり、これら各検出コイル３ １，３２，３３，３４は、磁心１の足（脚）１１，１２，１３，１４に設けられ ており、磁心１の内部（検出コイルの内部）の磁界によって電圧を誘起する。

【００２２】 ４１は探傷器５０が発生する励磁電流である。５０は探傷器であり、励磁コイ ル２１，２２，２３，２４を励磁する交流の電圧を発生し、同コイル２１，２２ ，２３，２４に交流の電流を流すとともに、検出コイル３１，３２，３３，３４ に誘起する電圧を取り込み、必要に応じて増幅し、画面に表示する等、必要な機 能を備えている。

【００２３】 ５１は探傷器５０の画面であり、励磁コイル２１，２２，２３，２４の励磁電 流、検出コイル３１，３２，３３，３４の誘起電圧、及びスイッチ６１の動作状 態を表示する。

【００２４】 ５３は探傷器５０の画面５１に表示された検出コイルの誘起電圧波形であり、 ５４は同様にスイッチ６１の動作状態を示す電圧波形である。 ６１はスイッチであり、２つの動作状態を持ち、１つの（第１の）動作状態に て一列に並んだ（対向する）励磁コイル（−ａ）２１、励磁コイル（−ｃ）２３ に直流電力を通電し、他の１つの（第２の）動作状態にて、残る１組の並んだ（ 対向する）励磁コイル（−ｂ）２２、励磁コイル（−ｄ）２４に直流電流を通電 する働きを有している。

【００２５】 ６２はスイッチ６１を通じて、励磁コイル２１，２２，２３，２４に直流電流 を供給する直流電源である。 ９１，９１はそれぞれリード線であり、各励磁コイル２１，２２，２３，２４ 、及び各検出コイル３１，３２，３３，３４をスイッチ６１に、また接続ケーブ ル１３０を通じて（介して）探傷器５０に接続する。１３０は接続ケーブルであ り、探傷器５０とスイッチ６１、及び検出コイル３１，３２，３３，３４を接続 する。

【００２６】 図２及び図３は、それぞれスイッチ６１の各動作状態に於ける磁界の方向を示 しており、図２は励磁コイル（−ｂ）２２、及び励磁コイル（−ｄ）２４に直流 電流を通電した場合、図３は励磁コイル（−ａ）２１、及び励磁コイル（−ｃ） ２３に直流電流を通電した場合である。これら各図の９７，９９はそれぞれ被検 体金属に作用する磁界の方向を示している。

【００２７】 図２及び図３のように、スイッチ６１の各々の動作状態に於いて、直流電流が 通電される部分の磁心１の透磁率が低下するため、直流電流が通電されない磁心 １の両側の磁心１の足の間でしか磁界が発生しない。このため、各々の図の９７ ，９９の方向に磁界が発生する。

【００２８】 ４個の検出コイル３１，３２，３３，３４はすべてが直列に接続され、これら ４個の検出コイル３１，３２，３３，３４に誘起する電圧の合計を観察する。 図４は欠陥の方向と探傷器表示波形の関係を示したものである。

【００２９】 被検体金属中に発生する渦電流の流れが欠陥によって防害され、欠陥の存在に よる影響を最も大きく受けるのは、欠陥の方向と磁界の方向が一致した場合であ る。

【００３０】 図４では、欠陥の方向が磁界の方向９７と一致する例について示しており、磁 界の方向が９７になる期間では検出コイルに誘起する電圧は、欠陥による影響を 最も大きく受け、欠陥のない場合に比べて大きく変化する。

【００３１】 他方、磁界の方向が９９になる期間では、欠陥による影響が極めて小さくなり 、検出コイルの誘起電圧は、欠陥のない場合とほとんど変化しない。この状態を 図４（ｂ）に、探傷器５０の表示画面５１の形にて示した。

【００３２】 この探傷器表示画面に於いて、期間Ｔa は磁界の方向が矢印９７になる期間で あり、期間Ｔb は磁界の方向が矢印９９になる期間である。 検出コイルの誘起電圧は、欠陥のない場合を、最も小さくするように調整して 表示されるため、欠陥の方向と磁界の方向が図４（ａ）のようになるとき、探傷 器５０の表示画面５１上では、この誘起電圧が、期間Ｔa にて振幅が大きくなり 、期間Ｔb にて振幅が小さくなる。 従って、各期間毎の検出コイルの誘起電圧の振幅Ａa とＡb を比較することに よって欠陥の方向を感知することができる。

【００３３】

【考案の効果】

以上詳記したように本考案に係る直交磁界型の渦電流探傷装置によれば、被検 体金属に存在する欠陥の方向が感知可能となり、次のステップで必要な修理に対 して情報量が多くなり、修理の正確さ、期間等の点で大幅に改善されることにな る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る直交磁界型渦電流探傷
装置の構成を示す図。

【図２】上記実施例の動作を説明するための磁界の方向
（−１）を示す図。

【図３】上記実施例の動作を説明するための磁界の方向
（−２）を示す図。

【図４】上記実施例の動作を説明するための欠陥の方向
と探傷器表示波形との関係を示す図。

【図５】従来の探傷装置の構成を示す図。

【図６】従来の探傷子の電気的接続状態を示す図。

【図７】従来装置による欠陥の無い場合の各波形を示す
図。

【図８】従来装置による欠陥の有る場合の各波形を示す
図。

【符号の説明】

１…磁心（十字形磁心）、１１…磁心の足（脚）−ａ、
１２…磁心の足（脚）−ｂ、１３…磁心の足（脚）−
ｃ、１４…磁心の足（脚）−ｄ、２１…励磁コイル−
ａ、２２…励磁コイル−ｂ、２３…励磁コイル−ｃ、２
４…励磁コイル−ｄ、３１…検出コイル−ａ、３２…検
出コイル−ｂ、３３…検出コイル−ｃ、３４…検出コイ
ル−ｄ、４１…コイルの励磁電流、５３…検出コイルの
誘起電圧、５４…スイッチの動作状態を示す電圧、６１
…スイッチ、６２…直流電源、９７…磁界の方向−１、
９９…磁界の方向−２。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 十字形の胴部及び４本の脚部を有する磁
   心と、この磁心の４本の各脚部に対応して十字形の胴部
   に設けられた４個の励磁コイルと、上記磁心の４本の各
   脚部にそれぞれ設けられた４個の検出コイルと、上記各
   励磁コイルのうち、対向する一対の励磁コイルを組にし
   て各組の励磁コイルに交互に直流電流を流す手段とを具
   備し、上記励磁コイルへ直流電流を流したときの各時点
   に於ける４個の検出コイルの透起電圧を観察して、欠陥
   及び欠陥の方向を感知することを特徴とする直交磁界型
   の渦電流探傷装置。