JPH08160005A

JPH08160005A - 非磁性体層を有する磁性体の探傷装置及び磁性体の探傷装置並びに磁性体の探傷方法

Info

Publication number: JPH08160005A
Application number: JP32968694A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nonaka; 正行野中
Original assignee: HIHAKAI KENSA KK
Current assignee: HIHAKAI KENSA KK
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼板に塗料をコーティングしてなる鉄道車両
外壁の裏面に生じた腐蝕の探傷を超音波や渦電流を用い
ずに簡易かつ迅速に行うことの可能な磁性体の探傷装置
及びその探傷方法を提供すること。【構成】中央の磁極７ａを中心にほぼ対称的に形成し
た側面視Ｅ字型の磁心２の共有部Ｍｃに励磁コイルＣ１
を巻回すると共に、二次コイルＣ２ａ，Ｃ２ｂを両磁気
回路の分岐部Ｍａ，Ｍｂにそれぞれ巻回する。励磁電源
２０により励磁コイルＣ１を励磁し、非磁性体層表面５
２ａに磁極を近接させた際の両磁気回路Ｍｄ，Ｍｅ間に
おける磁束信号の差分Φａ−Φｂを二次コイルＣ２ａ、
Ｃ２ｂを介して検出する。少なくとも両端の二つの磁極
８ａ，８ｂと非磁性体層表面５２ａとの距離ｄ１，ｄ２
をほぼ一定に保ちつつ磁心２を非磁性体層表面に沿って
移動させることの可能なローラー５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、鋼板に塗料を
コーティングしてなる鉄道車両外壁の裏面に腐蝕が生じ
た場合、この裏面腐蝕の探傷検査などに用いることの可
能な非磁性体層を有する磁性体の探傷装置、及び、コー
ティングを有しない磁性体の探傷装置、並びに、磁性体
の探傷方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鋼板等の磁性体の探傷方法と
しては、渦流探傷法、超音波探傷法、放射線透過試験等
が知られている。

【０００３】しかし、渦流探傷法では、表皮効果により
鋼板裏面の腐蝕等を検出し難く、しかも、浸透深さを深
くすべく周波数を低くすれば、評価値は周波数の影響を
大きく受けるので、評価には多大なデータを要すること
となり、検査が複雑となる。

【０００４】また、超音波探傷法にあっては、各測定ご
とにトランスデューサーを接触媒質を介して非磁性体層
に十分密着させねばならず、その作業が繁雑で、簡易且
つ迅速な評価を行い難い。

【０００５】また、放射線透過試験にあっては、鋼板の
裏面に高価な放射線フィルムをセットしなければならな
くて繁雑であり、鉄道車両用外壁等の検査において非破
壊的検査を行う事は事実上不可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術に鑑み
て、本発明は、非磁性体層を有する磁性体の裏面探傷を
簡易かつ迅速に行うことの可能な探傷装置、及び、非磁
性体層を有しない磁性体の探傷装置、並びに、磁性体の
探傷方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる探傷装置の第一の特徴構成は、三つ
の磁極を有する磁心をその中央の磁極を中心にほぼ対称
的に形成することで、中央の磁極より連なる共有部及び
この共有部より他の二つの磁極にそれぞれ至る分岐部を
備えたほぼ同等の一対の磁気回路を構成し、励磁コイル
及び二次コイルのうちの一方を前記両磁気回路の共有部
に一つ巻回すると共に、他方を前記両磁気回路の分岐部
にそれぞれ巻回し、前記励磁コイルを励磁する励磁電源
を設けると共に、非磁性体層表面に前記磁極を近接させ
た際の前記両磁気回路間における磁束信号の差分を前記
二次コイルを介して検出する検出部を設け、少なくとも
前記他の二つの磁極と前記非磁性体層表面との距離をほ
ぼ一定に保ちつつ前記磁心を前記非磁性体層表面に沿っ
て移動させることの可能なガイド手段を設けてある非磁
性体層を有することにある。

【０００８】また、本発明にかかる探傷装置の第二の特
徴構成は、上記第一の特徴構成に加え、前記ガイド手段
が複数のローラーであることにある。

【０００９】また、本発明にかかる探傷装置の第三の特
徴構成は、上記第一又は第二の特徴構成に加え、前記励
磁コイルを前記両磁気回路の共有部に一つ巻回すると共
に、前記二次コイルを前記両磁気回路の分岐部にそれぞ
れ巻回してあることにある。

【００１０】また、本発明にかかる探傷装置の第四の特
徴構成は、三つの磁極を有する磁心をその中央の磁極を
中心にほぼ対称的に形成することで、中央の磁極より連
なる共有部及びこの共有部より他の二つの磁極にそれぞ
れ至る分岐部を備えたほぼ同等の一対の磁気回路を構成
し、励磁コイル及び二次コイルのうちの一方を前記両磁
気回路の共有部に一つ巻回すると共に、他方を前記両磁
気回路の分岐部にそれぞれ巻回し、前記中央の磁極又は
他の二つの磁極の少なくともいずれか一方の表面に非磁
性体層を設け、前記励磁コイルを励磁する励磁電源を設
けると共に、磁性体表面に前記磁極を近接させた際の前
記両磁気回路間における磁束信号の差分を前記二次コイ
ルを介して検出する検出部を設け、少なくとも前記他の
二つの磁極と前記磁性体表面との距離をほぼ一定に保ち
つつ前記磁心を前記磁性体表面に沿って移動させること
の可能なガイド手段を設けてあることにある。

【００１１】一方、本発明にかかる探傷方法の特徴構成
は上記探傷装置の第四の特徴構成に記載の前記磁心、前
記励磁コイル及び前記二次コイルを備えた探触子と、特
徴構成に記載の前記励磁電源及び前記検出部とを設けた
探傷装置を用いる方法であって、前記中央の磁極又は他
の二つの磁極の少なくともいずれか一方と磁性体の表面
との間に非磁性体層を介在させ、少なくとも前記他の二
つの磁極と前記磁性体表面との距離をほぼ一定に保ちつ
つ前記磁心を前記磁性体表面に沿って移動させることに
ある。

【００１２】

【作用】上記探傷装置の第一の特徴構成によれば、例え
ば図１に示すように、非磁性体層表面５２ａに磁極７
ａ，８ａ，８ｂを近接させることで、一対の磁気回路Ｍ
ｄ，Ｍｅが磁性体の一部５１ａ，５１ｂ及び非磁性体層
５２を含む環状の回路として形成される。また、励磁電
源２０により励磁コイルＣ１に通電することによって、
各磁気回路Ｍｄ，Ｍｅにそれぞれ磁束信号Φａ，Φｂを
生じる。検出部３０は、各磁気回路Ｍｄ，Ｍｅ間におけ
る磁束信号Φａ，Φｂの差分Φａ−Φｂを二次コイルＣ
２ａ、Ｃ２ｂを介して検出し、その差分を検出すること
で、磁性体５１の裏面に存在する欠陥部５１ａを探傷す
る。

【００１３】ここで、磁気回路の挙動について、図１の
磁気回路を直列電気回路に置き換えてなる図５をさらに
参照しつつ説明する。

【００１４】一般に、磁気回路では次式が成立する。ＮＩ＝Φ・［ｌ／（μＡ）］ …（ａ）Ｎ：励磁コイルの巻回数Ｉ：励磁コイルに流れる電流ｌ：回路の長さ μ ：透磁率Ａ：回路の面積

【００１５】ここに、上式（ａ）において、ｌ／（μ
Ａ）＝Ｒと置換すると、このＲは磁気抵抗、ＮＩは電
圧、Φは電流に相当するものとして考える事ができる。ＮＩ＝Φ・Ｒ …（ｂ）

【００１６】そこで、次の通り、図１の磁気回路におけ
る各部位の磁気抵抗を図５の電気回路における各抵抗に
置換する。Ｒ１：両磁気回路の共有部７，ＭｃＲ２：中央の磁極７ａのギャップｄ３及び非磁性体層
５２Ｒ３ａ：第一磁気回路Ｍｄ側の磁性体５１の一部５１ａ
（欠陥部）Ｒ３ｂ：第二磁気回路Ｍｅ側の磁性体５１の一部５１ｂ
（正常部）Ｒ４ａ：第一磁気回路側の磁極８ａのギャップｄ１及び
非磁性体層５２Ｒ４ｂ：第二磁気回路側の磁極８ｂのギャップｄ２及び
非磁性体層５２Ｒ５：両磁気回路の分岐部８，９，Ｍａ，Ｍｂ

【００１７】なお、ギャップとは、非磁性体層表面と各
磁極との間の距離をいうものとする。また、磁極が非磁
性体層表面に密着している場合は、Ｒ２，Ｒ４ａ，Ｒ４
ｂのギャップの効果を除いて考える。

【００１８】また、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ及び全体の合
成抵抗Ｒｏを次の通り定義する。Ｒａ＝Ｒ３ａ＋Ｒ４ａ＋Ｒ５ …（ｃ）Ｒｂ＝Ｒ３ｂ＋Ｒ４ｂ＋Ｒ５ …（ｄ）Ｒｃ＝Ｒ１＋Ｒ２ …（ｅ）Ｒｏ＝{ＲａＲｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）}＋Ｒｃ＝（ＲａＲｂ＋ＲｂＲｃ＋ＲｃＲａ）／（Ｒａ＋Ｒｂ）…（ｆ）

【００１９】第一、第二磁気回路の磁束信号をそれぞれ
Φａ，Φｂとし、これらΦａ，Φｂの合成磁束信号をΦ
ｏとすると、上式（ｂ）〜（ｆ）より次式が成立する。 Φｏ＝ＮＩ／Ｒｏ …（ｇ） Φａ＝Φｏ・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）＝ＮＩ／Ｒｏ・Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ） …（ｈ） Φｂ＝Φｏ・Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ）＝ＮＩ／Ｒｏ・Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ） …（ｉ）

【００２０】したがって、磁束信号Φａ，Φｂの差分Φ
ａ−Φｂは、式（ｃ）〜（ｉ）より次式で表わされる。 Φａ−Φｂ＝ＮＩ／Ｒｏ・（Ｒｂ−Ｒａ）／（Ｒａ＋Ｒｂ）＝ＮＩ／[(RaRb+RbRc+RcRa)／(Ra+Rb)]・(Rb-Ra)／(Ra+Rb) ＝(Rb-Ra)・ＮＩ／(RaRb+RbRc+RcRa) ＝[(R3b-R3a)+(R4b-R4a)]・ＮＩ／(RaRb+RbRc+RcRa) …（ｊ）

【００２１】ここで、ｌ／（μＡ）＝Ｒと置換してお
り、両磁気回路Ｍｄ，Ｍｅの一部分をなす磁性体５１の
磁気回路の長さｌ及び透磁率μはほぼ一定であるから、
上式（ｊ）の第一項(R3b-R3a)は、磁気回路の断面積Ａ
の影響を受ける。比較する磁性体５１の部分がともに正
常部であれば、断面積Ａは同一となり、第一項は零とな
る。そして、比較する磁性体５１の部分の一方が裏面に
腐蝕等を生じた欠陥部５１ａと正常部５１ｂである場合
には、断面積Ａの差異を生じるため、欠陥部の存在を検
知できる。

【００２２】ところが、上式（ｊ）の第二項(R4b-R4a)
は、回路の長さｌに相当する非磁性体層５２の厚さの他
に、磁極８ａ，８ｂのギャップｄ１，ｄ２の大きさの影
響を受ける。しかも、エアギャップの磁気抵抗は非常に
大きいので、非磁性体層表面５２ａと磁心２との間に傾
きを生じた場合には、この第二項が非常に大きくなり、
第一項の変動を捉える事が不可能となってしまう。

【００２３】そこで、本特徴構成に記載の如く、他の二
つの磁極８ａ，８ｂと非磁性体層表面５２ａとの距離ｄ
１，ｄ２をほぼ一定に保ちつつ磁心２を非磁性体層表面
５２ａに沿って移動させることの可能なガイド手段５を
設けることで、磁気抵抗の変動を抑制し、第二項の影響
を打ち消すことが可能となる。

【００２４】ここで、起磁力Ｈと磁化の強さＢとの関係
について考えると、次式が成立する。 μ＝Ｂ／Ｈ …（ｋ）

【００２５】また、磁気回路の断面積Ｓ、磁束Φ及び磁
化の強さＢとの関係より、一般的に次式が成立する。 Φ＝ＢＳ＝μＨＳ＝μＮＩＳ／ｌ …（ｌ）

【００２６】さらに、起磁力Ｈの周期的変動に対し、磁
化の強さＢは位相遅れδを生じるため、次式が成立する
（表現の便宜上、ω＝ｗ、δ＝ｄとする。）。Ｈ＝Ｈｏｅ^jwt …（ｍ）Ｂ＝Ｂｏｅ^j(wt-d) …（ｎ）

【００２７】上記（ｋ）式に式（ｍ），（ｎ）を代入
し、透磁率μを複素ベクトルとして求める。 μ＝Ｂ／Ｈ＝Ｂｏｅ^j(wt-d) ／Ｈｏｅ^jwt ＝（Ｂｏ／Ｈｏ）・ｅ^-jd ＝（Ｂｏ／Ｈｏ）・ｃｏｓδ−ｊ（Ｂｏ／Ｈｏ）・ｓｉｎδ ＝μ’−ｊμ” …（ｏ）

【００２８】励磁コイルの自己インダクタンスをＬと
し、Ｌ’＝Ｎ²Ｓ／ｌとすると、次式が成立する。Ｌ＝ＮΦ／Ｉ＝μＮ²Ｓ／ｌ＝μＬ’ …（ｐ）

【００２９】したがって、励磁コイルのインピーダンス
Ｚは、式（ｏ），（ｐ）を用いて次の通りとなる。な
お、Ｒは回路の直流抵抗成分である。Ｚ＝Ｒ＋ｊωＬ＝Ｒ＋ｊω（μ’−ｊμ”）Ｌ’ ＝（Ｒ＋ωμ”Ｌ’）＋ｊωμ’Ｌ’ …（ｑ）

【００３０】図５は、上式（ｑ）の励磁コイル側回路の
インピーダンスを示すベクトル図である。上記各磁気回
路内に非磁性体乃至ギャップを含む場合には、磁気抵抗
Ｒ２，Ｒ４ａ，Ｒ４ｂの影響により、上記位相遅れδが
０度側よりもむしろ９０度側に近いものとなる。同図に
示す励磁コイルのインピーダンスのうち、ギャップを含
む場合の第一インピーダンスＺ１と、ギャップを含まな
い場合の第二インピーダンスＺ２との差は非常に小さ
い。これに対し、非磁性体乃至ギャップを含まない場合
における励磁コイルの第三インピーダンスＺ３は、上記
第一、第二インピーダンスに比較して絶対値が非常に大
きく、且つ、位相遅れδが小さなものとなる。

【００３１】これらインピーダンスＺの変動は、励磁コ
イル側の起磁力Ｈに影響する。磁気回路内に非磁性体層
を含まない場合には、磁極が磁性体に接触するとインピ
ーダンスがＺ１乃至Ｚ２からＺ３に急変する結果、励磁
コイル側の電流、ひいては励磁コイルの起磁力Ｈが突然
減少して測定レンジの変動を来す。しかし、磁気回路内
に非磁性体層を含む場合には、励磁コイルのインピーダ
ンス変動を、Ｚ１とＺ２との差程度の微小なものとする
ことが可能となり、ひいては、励磁コイル側の起磁力Ｈ
を安定させて、測定レンジの急激な変化を防止できる。

【００３２】また、非磁性体層を磁気回路内に介在させ
ることにより、励磁コイルと二次コイルとの磁気的結合
を粗にすることができ、二次コイル側の電圧の急変を防
止できる。すなわち、上記式（ｋ）によれば、磁化の強
さＢは透磁率に比例し、非磁性体を磁気回路内に介在さ
せることで全体の透磁率を小さく維持しておけば、磁気
回路内にギャップが介在しても全体の透磁率の急変は生
じ難い。その結果、二次コイル側の出力電圧の増大によ
る測定レンジの急激な変化を防止できる。

【００３３】なお、式（ｑ）に示すように、インピーダ
ンスＺは励磁電源の周波数ωによって変動するが、Ｌ’
＝Ｎ²Ｓ／ｌが実軸と虚軸との双方にかかっており、周
波数の影響を除去するために、例えばコイルの巻数Ｎや
磁心の断面積Ｓを調整することでインピーダンスの大ま
かな最適化が可能である。渦流探傷と異なり、渦電流を
用いないので表皮効果の影響を受け難く、その結果、様
々な傷の深さや程度に応じて測定の度に励磁電源の周波
数を細かく変更する繁雑さもない。

【００３４】一方、正常部の検査時において各磁気回路
Ｍｄ，Ｍｅに同等の磁束を与えることを可能にするため
には、励磁コイル又は二次コイルのいずれか一方を二つ
設けて、そのコイル巻数を微調整する必要がある。上記
探傷装置の第三の特徴構成によれば、励磁コイルＣ１を
両磁気回路の共有部７，Ｍｃに一つ巻回のみしてあるの
で、励磁コイルへの通電状態で二つの二次コイルの巻数
を微調整すれば足りる。

【００３５】さらに、上記第四の特徴構成によれば、検
査対象となる磁性体が非磁性体層を有さない場合でも、
前記中央の磁極又は他の二つの磁極の少なくともいずれ
か一方の表面に非磁性体層を設けることで、上記両磁気
回路内双方に透磁率の小さな部分を介在させることがで
きる。その結果、第一の特徴構成と同様に、測定レンジ
の急激な変動を抑制することが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】このように、上記本発明にかかる探傷装
置の第一の特徴構成によれば、ガイド手段によりエアギ
ャップの影響を低減させると共に磁気回路内に非磁性体
層を介在させることでことで測定レンジの変動を抑制し
て磁性体の裏面に生じた欠陥を磁気回路の断面積の差と
して探傷できるようになった。しかも、渦流探傷のよう
に傷の深さ等に応じて測定の度に励磁電源の周波数を細
かく変更する繁雑さもなく、非磁性体層表面に探傷装置
を沿わせて移動させるだけの簡易な操作で迅速に探傷を
行うことが可能となった。

【００３７】加えて、上記探触装置の第二の特徴構成に
よれば、ガイド手段が複数のローラーであるため、探触
子の移動に伴う磨耗等の消耗を低減させることが可能と
なった。

【００３８】また、上記探触装置の第三の特徴構成によ
れば、コイルの微調整を通電状態で行うことが可能とな
り、その製造工程を簡素化することが可能となった。

【００３９】さらに、上記探触装置の第四の特徴構成及
び探傷方法の特徴構成によれば、上記第一の特徴構成同
様、渦流探傷法等に比較して簡易な操作で迅速に探傷を
行うことが可能となった。

【００４０】

【実施例】次に、図１〜５を参照しながら、本発明の第
一実施例について説明する。図１は本発明にかかる非磁
性体層を有する磁性体の探触装置の概要を示す。この探
触装置は、探触子１と、探触子の励磁コイルＣ１を励磁
するための定電圧の励磁電源２０と、探触結果の表示部
３０とを備えている。また、本実施例の探触装置は、磁
性体である厚さ５mm程度の鋼板５１に厚さ１mm程度の樹
脂塗料よりなる非磁性体層５２をコ−ティングしてなる
鉄道車両外壁５０の裏面腐蝕を探傷することを目的とし
ている。

【００４１】上記探触子１は、図２及び図３に示すよう
に、側面視Ｅ字型の磁心２と、この磁心２を保持する合
成樹脂製のケ−ス３と、磁心２及びケ−ス３を非磁性体
層表面に対し転がり移動させるためのロ−ラ−５と、励
磁コイルＣ１及び一対の第一、第二の二次コイルＣ２
ａ、Ｃ２ｂとを備えている。

【００４２】磁心２は、けい素鋼板を複数枚重ねてな
り、互いに平行な中央部の共有フォ−ク７と一対の端部
フォ−ク８，８との上端部を一対のヨ−ク９により連結
した構造となっている。

【００４３】磁心２により構成される磁気回路は、共有
フォ−ク７部分の共有部Ｍｃと、この共有部Ｍｃより分
岐してそれぞれ第一，第二磁極８ａ，８ｂに至る端部フ
ォ−ク８及びヨ−ク９の部分よりなる一対の分岐部Ｍ
ａ，Ｍｂとを備えることとなる。磁心２は、全体として
共有フォ−ク７の先端である中央の磁極７ａを中心にほ
ぼ対称的に形成してある。よって、磁心２により構成さ
れる磁気回路のうち、左側の端部フォ−ク８，ヨ−ク９
よりなる第一分岐部Ｍａと共有部Ｍｃよりなる第一分岐
回路Ｍｄは、同じく右側の端部フォ−ク８，ヨ−ク９よ
りなる第二分岐部Ｍｂ及び共有部Ｍｃよりなる第二分岐
回路Ｍｅとほぼ同等である。

【００４４】共有フォ−ク７には、一つの励磁コイルＣ
１を巻回してあり、上記各磁極８ａ，８ｂ，７ａに均一
な板厚の強磁性体を密着させて閉磁路を形成した状態に
おいて、先の第二分岐部Ｍｂ及び共有部Ｍｃにそれぞれ
生じる磁束Φａ，Φｂはほぼ同一となる。また、一対の
端部フォ−ク８にはそれぞれほぼ同等の第一，第二の励
磁コイルＣ２ａ，Ｃ２ｂを巻回してある。

【００４５】ケ−ス３の下端は、上記各フォ−ク７，
８，８の下端である各磁極７ａ，８ａ，８ｂに対してほ
ぼ面一状に形成してある。また、ケ−ス３の前後両端に
窪みを設けて一対の軸５ａ，５ａを貫通させ、各軸５ａ
に一対のロ−ラ−５，５をそれぞれ回転可能に支持して
ある。これらのロ−ラ−５は、各磁極７ａ，８ａ，８ｂ
と非磁性体層表面５２ａとの距離ｄ１，ｄ２，ｄ３をほ
ぼ一定に保ちつつ、磁心２及びケ−ス３を非磁性体層表
面５２ａに沿って移動させることの可能なガイド手段と
して機能する。なお、孔１０は、励磁コイルへの入力信
号線を貫通させるためのものであり、両二次コイルＣ２
ａ、Ｃ２ｂの差分出力はインピ−スタンスマッチングの
向上のため、ＢＮＣコネクター１１を介して表示部に接
続される。

【００４６】図１に示すように、上記両二次コイルＣ２
ａ，Ｃ２ｂはそれぞれ同方向に向かって巻回してあり、
励磁電源２０の正弦波出力を励磁コイルＣ１に加えるこ
とで第一分岐回路Ｍｄ及び第二分岐回路Ｍｅにそれぞれ
生じる一対の第一，第二磁束信号Φａ，Φｂを出力す
る。そして、これら一対の二次コイルを互いに逆に結線
することで、第一，第二磁束信号Φａ，Φｂの差分信号
Φａ−Φｂを表示部３０に対し出力するようになってい
る。また、同期信号として励磁電源２０の出力信号が更
に表示部３０に入力される。

【００４７】図５に示すように、上述の符号Ｒ１は共有
フォ−ク７、Ｒ２は非磁性体層５２及び距離ｄ３、Ｒ３
ａは欠陥部５１ａ、Ｒ３ｂは正常部５１ｂ、Ｒ４ａは非
磁性体層５２及び距離ｄ１、Ｒ４ｂは非磁性体層５２及
び距離ｄ２、Ｒ５は端部フォ−ク８及びヨ−ク９の部分
の磁気抵抗をそれぞれ示すものである。本発明は、磁気
抵抗Ｒ３ａ及び磁気抵抗Ｒ３ｂの差分を第一磁束信号Φ
ａ及び第二磁束信号Φｂの差分信号Φａ−Φｂとして出
力するものである。ここに表示部３０ａにおける横軸Ｘ
は励磁電源２０の出力信号に連動し、その縦軸Ｙは差分
信号Φａ−Φｂに連動する。

【００４８】したがって、図６（ａ）に示すように、正
常部５１ｂの検査時においては、表示部３０のリサ−ジ
ュ図形はほぼＸ軸に沿うものとなる。その一方同図
（ｂ）に示すように一方の磁極８ａと中央の磁極７ａと
の間に欠陥部５１ａが位置するようになった場合には、
上述の原理により差分信号Φａ−Φｂが有限の値として
検出される結果、リサ−ジュ図形は第二象現及び第四象
現にまたがる斜めの図形となる。さらに探触子を移動さ
せて、同図（ｃ）に示すように、他方の磁極８ｂと中央
の磁極７ａとの間に欠陥部５１ａが位置するようになっ
た場合には、リサ−ジュ図形は第一象現及び第三象現に
またがる斜めの図形となる。

【００４９】一方、図７（ａ）に示すように、鋼板５１
の裏面における欠陥部５１ａが深くなった場合には、同
図（ｂ）に示すように、励磁電源２０の出力信号の波形
ｆ１（ｘ）に対し、上記差分信号Φａ−Φｂの波形ｆ２
（ｘ）の位相が９０度に近い遅れを生じる傾向にある。
この遅れを生じた状態を表示部３０により表示すると、
リサージュ図形は同図（ｃ）に示すようにその原点付近
に開き３０ａを生じる略楕円形の軌跡となる。したがっ
て、上記位相の遅れ乃至このリサージュ図形の開き３０
ａが大きいほど欠陥部５１ａが深い傾向にあり、この開
き３０ａをもって、欠陥部５１ａの深さを推定すること
が可能となる。

【００５０】次に本発明の別実施例を列挙する。上記第
一実施例では、非磁性体層を有する磁性体の探傷装置と
して本発明を実施したが、図８の第二実施例に示すよう
に、本発明は非磁性体層を有さない磁性体である鋼板５
１の探傷装置として構成することも可能である。同図に
おいて、上記第一実施例と同様の構成部分には同様の符
号を付してある。上記各磁極７ａ，８ａ，８ｂの表面に
は、ほぼ同一の厚みを有する非磁性体層である樹脂層５
３ａ，５３ｂ，５３ｃをそれぞれ設けてある。また、上
記ローラー５は、各磁極７ａ，８ａ，８ｂと磁性体表面
５１ｃとの距離ｄ１，ｄ２，ｄ３をほぼ一定に保ちつ
つ、磁心２及びケ−ス３を磁性体表面５１ｃに沿って移
動させることの可能なガイド手段として機能する。

【００５１】なお、本第二実施例における樹脂層５３
ａ，５３ｂ，５３ｃは、中央の磁極７ａ又は他の二つの
磁極８ａ，８ｂの少なくともいずれか一方の表面に設け
れば足りる。なぜなら、励磁コイルの自己インダクタン
スが大きく変動すると同時に励磁コイルと二次コイルと
が磁気的に密に結合することに起因する測定レンジの急
激な変動を抑制するためには、両磁気回路内の双方のそ
れぞれに透磁率の小さな部分を最低一ヶ所介在させれば
足りるからである。

【００５２】上記実施例では共有フォ−ク７に一つの励
磁コイルＣ１を巻回し、一対の端部フォ−ク８にそれぞ
れ第一，第二の二次コイルＣ２ａ，Ｃ２ｂを巻回した
が、端部フォ−ク８に一対の励磁コイルをそれぞれ巻回
し、共有フォ−ク７に一つの二次コイルを巻回するよう
にしてもよい。但しこの場合、同等の第一分岐回路Ｍ
ｄ，及び第二分岐回路Ｍｅを得るためには一対の励磁コ
イルの巻回数を微調整せねばならず、この際その度に電
源を遮断する必要があるので、上記実施例の構成の方が
優れている。

【００５３】上記実施例では磁心２を側面視Ｅ字型に形
成して一対の各磁極７ａ，８ａ，８ｂが一直線上に並ぶ
ように形成したが、磁心２が平面視Ｌ状になるように形
成しても構わない。また上記実施例ではＸ軸及びＹ軸よ
りなるリサ−ジュ図形として検査結果を表示部３０に表
示するようにしたが、差分信号Φａ−Φｂの絶対値のみ
を表示するようにしてもよい。また、この絶対値が特定
のしきい値を超えることで警報ランプが点灯するように
構成するなど、表示部３０は種々の改変が可能である。

【００５４】本発明による非磁性体層は樹脂塗料に限ら
れるものでなく、例えば、ナイロンフィルム等を非磁性
体層として各磁極７ａ，８ａ，８ｂと磁性体表面５１ｃ
との間に介在させるだけでも足りる。また、磁性体は鋼
板に限定されるものでもない。

【００５５】上記実施例では複数のロ−ラ−５を設けて
ガイド手段を形成したが、ケ−ス３の下面のみによって
ガイド手段を形成するようにしても構わない。但し、探
触子１の耐磨耗性という点からロ−ラ−５を複数個設け
る構成が望ましい。

【００５６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる探傷装置の全体を示す説明図で
ある。

【図２】探触子の側面図である。

【図３】探触子の底面図である。

【図４】励磁コイル側回路のインピーダンスを示すベク
トル図である。

【図５】図１の磁気回路を等価的に置換した直列電気回
路である。

【図６】探触子及び欠陥部の位置と表示部のリサージュ
図形との関係を示す説明図であって、（ａ）は探触子が
欠陥部に位置しない場合、（ｂ）は探触子の一方の磁極
と中央の磁極間に欠陥部が位置した場合、（ｃ）は
（ｂ）の逆の場合である。

【図７】（ａ）は深い欠陥部と探触子との位置関係を示
す説明図、（ｂ）は（ａ）の状態における励磁電源の出
力信号の波形と差分信号Φａ−Φｂの波形との位相関係
を示すグラフ、（ｃ）は（ｂ）の状態における表示部の
表示するリサージュ図形をそれぞれ示す。

【図８】第二実施例における図１相当図である。

【符号の説明】

２磁心５ガイド手段７，Ｍｃ共有部７ａ，８ａ，８ｂ磁極８，９，Ｍａ，Ｍｂ分岐部Ｍｄ，Ｍｅ磁気回路２０励磁電源３０検出部５２ａ非磁性体層表面Ｃ１励磁コイルＣ２ａ，Ｃ２ｂ二次コイルｄ１，ｄ２距離 Φａ，Φｂ磁束信号 Φａ−Φｂ差分。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三つの磁極（７ａ，８ａ，８ｂ）を有す
る磁心（２）をその中央の磁極（７ａ）を中心にほぼ対
称的に形成することで、中央の磁極（７ａ）より連なる
共有部（７，Ｍｃ）及びこの共有部（７，Ｍｃ）より他
の二つの磁極（８ａ，８ｂ）にそれぞれ至る分岐部
（８，９，Ｍａ，Ｍｂ）を備えたほぼ同等の一対の磁気
回路（Ｍｄ，Ｍｅ）を構成し、励磁コイル（Ｃ１）及び
二次コイル（Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ）のうちの一方を前記両磁
気回路の共有部（７，Ｍｃ）に一つ巻回すると共に、他
方を前記両磁気回路の分岐部（８，９，Ｍａ，Ｍｂ）に
それぞれ巻回し、前記励磁コイル（Ｃ１）を励磁する励
磁電源（２０）を設けると共に、非磁性体層表面（５２
ａ）に前記磁極（７ａ，８ａ，８ｂ）を近接させた際の
前記両磁気回路（Ｍｄ，Ｍｅ）間における磁束信号（Φ
ａ，Φｂ）の差分（Φａ−Φｂ）を前記二次コイル（Ｃ
２ａ、Ｃ２ｂ）を介して検出する検出部（３０）を設
け、少なくとも前記他の二つの磁極（８ａ，８ｂ）と前
記非磁性体層表面（５２ａ）との距離（ｄ１，ｄ２）を
ほぼ一定に保ちつつ前記磁心（２）を前記非磁性体層表
面（５２ａ）に沿って移動させることの可能なガイド手
段（５）を設けてある非磁性体層を有する磁性体の探傷
装置。
【請求項２】前記ガイド手段（５）が複数のローラー
である請求項１に記載の非磁性体層を有する磁性体の探
傷装置。
【請求項３】前記励磁コイル（Ｃ１）を前記両磁気回
路の共有部（７，Ｍｃ）に一つ巻回すると共に、前記二
次コイル（Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ）を前記両磁気回路の分岐部
（８，９，Ｍａ，Ｍｂ）にそれぞれ巻回してある請求項
１又は２のいずれかに記載の非磁性体層を有する磁性体
の探傷装置。
【請求項４】三つの磁極（７ａ，８ａ，８ｂ）を有す
る磁心（２）をその中央の磁極（７ａ）を中心にほぼ対
称的に形成することで、中央の磁極（７ａ）より連なる
共有部（７，Ｍｃ）及びこの共有部（７，Ｍｃ）より他
の二つの磁極（８ａ，８ｂ）にそれぞれ至る分岐部
（８，９，Ｍａ，Ｍｂ）を備えたほぼ同等の一対の磁気
回路（Ｍｄ，Ｍｅ）を構成し、励磁コイル（Ｃ１）及び
二次コイル（Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ）のうちの一方を前記両磁
気回路の共有部（７，Ｍｃ）に一つ巻回すると共に、他
方を前記両磁気回路の分岐部（８，９，Ｍａ，Ｍｂ）に
それぞれ巻回し、前記中央の磁極（７ａ）又は他の二つ
の磁極（８ａ，８ｂ）の少なくともいずれか一方の表面
に非磁性体層（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）を設け、前記
励磁コイル（Ｃ１）を励磁する励磁電源（２０）を設け
ると共に、磁性体表面（５１ｃ）に前記磁極（７ａ，８
ａ，８ｂ）を近接させた際の前記両磁気回路（Ｍｄ，Ｍ
ｅ）間における磁束信号（Φａ，Φｂ）の差分（Φａ−
Φｂ）を前記二次コイル（Ｃ２ａ、Ｃ２ｂ）を介して検
出する検出部（３０）を設け、少なくとも前記他の二つ
の磁極（８ａ，８ｂ）と前記磁性体表面（５１ｃ）との
距離（ｄ１，ｄ２）をほぼ一定に保ちつつ前記磁心
（２）を前記磁性体表面（５１ｃ）に沿って移動させる
ことの可能なガイド手段（５）を設けてある磁性体の探
傷装置。
【請求項５】請求項４に記載の前記磁心（２）、前記
励磁コイル（Ｃ１）及び前記二次コイル（Ｃ２ａ，Ｃ２
ｂ）を備えた探触子と、同請求項に記載の前記励磁電源
（２０）及び前記検出部（３０）とを設けた探傷装置を
用いる磁性体の探傷方法であって、前記中央の磁極（７
ａ）又は他の二つの磁極（８ａ，８ｂ）の少なくともい
ずれか一方と磁性体の表面（５１ｃ）との間に非磁性体
層（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）を介在させ、少なくとも
前記他の二つの磁極（８ａ，８ｂ）と前記磁性体表面
（５１ｃ）との距離（ｄ１，ｄ２）をほぼ一定に保ちつ
つ前記磁心（２）を前記磁性体表面（５１ｃ）に沿って
移動させる磁性体の探傷方法。