JPH0843356A - 金属管探傷センサ及び金属管探傷方法 - Google Patents
金属管探傷センサ及び金属管探傷方法Info
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- JPH0843356A JPH0843356A JP6180108A JP18010894A JPH0843356A JP H0843356 A JPH0843356 A JP H0843356A JP 6180108 A JP6180108 A JP 6180108A JP 18010894 A JP18010894 A JP 18010894A JP H0843356 A JPH0843356 A JP H0843356A
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- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
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Abstract
(57)【要約】
【目的】１度の走査で効率よく、正確に金属管内壁の探
傷を行なう。 【構成】金属管探傷センサ７は励磁信号が印加されてリ
モートフィールド渦流による磁場を発生する励磁コイル
８と、励磁コイル８から発生され金属管肉厚を通過する
磁場を受信し、検知信号を出力する第１の受信コイル群
９、第２の受信コイル群１０が管内周に所定間隔で配設
さられる。第１の受信コイル９ａと、第２の受信コイル
１０ａと千鳥の位置に配設され、更に後方に第３の受信
コイル１１が設けられる。第１の受信コイル９ａ、第２
の受信コイル１０ａのコイル軸は管軸に垂直に設けら
れ、第３の受信コイルのコイル軸は管軸と平行に設け
る。 【効果】第３の受信コイルで金属管の磁性特性を検出
し、第１の受信コイル９ａ、第２の受信コイル１０ａで
欠陥部の有無、傷の深さを精密に検知できる。
傷を行なう。 【構成】金属管探傷センサ７は励磁信号が印加されてリ
モートフィールド渦流による磁場を発生する励磁コイル
８と、励磁コイル８から発生され金属管肉厚を通過する
磁場を受信し、検知信号を出力する第１の受信コイル群
９、第２の受信コイル群１０が管内周に所定間隔で配設
さられる。第１の受信コイル９ａと、第２の受信コイル
１０ａと千鳥の位置に配設され、更に後方に第３の受信
コイル１１が設けられる。第１の受信コイル９ａ、第２
の受信コイル１０ａのコイル軸は管軸に垂直に設けら
れ、第３の受信コイルのコイル軸は管軸と平行に設け
る。 【効果】第３の受信コイルで金属管の磁性特性を検出
し、第１の受信コイル９ａ、第２の受信コイル１０ａで
欠陥部の有無、傷の深さを精密に検知できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属管探傷装置及び金
属管探傷方法に係わり、特に埋設ガス配管、化学プラン
ト配管、熱交換器配管等の保守管理をリモートフィール
ド渦流法で行う金属管探傷装置及び金属管探傷方法に関
する。
属管探傷方法に係わり、特に埋設ガス配管、化学プラン
ト配管、熱交換器配管等の保守管理をリモートフィール
ド渦流法で行う金属管探傷装置及び金属管探傷方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、埋設ガス配管、化学プラント配管、熱交換器配管等
の金属管内外壁の腐食有無等を検出するには、リモート
フィールド渦流法を用いたリモートフィールド渦流セン
サが知られている。リモートフィールド渦流センサ１
は、図８に示すように、励磁コイル２と、励磁コイル２
から管径の２倍程度はなして管軸方向に配置される１つ
または、それ以上の受信コイル３を有し、信号伝達用ケ
ーブル４に取り付けられて管５内に挿入され、管外から
操作される駆動機構により管内を走行可能とされるもの
である。リモートフィールド渦流センサ１は、信号伝達
用ケーブル４を介して管外からリモートフィールド渦流
センサ１の励磁コイル２に励磁信号を印加する励磁信号
発生手段と、リモートフィールド渦流センサ１の受信コ
イル３からの測定信号を信号伝達用ケーブル４を介して
受取り探傷データを形成する探傷データ生成手段と共に
金属管探傷装置を構成する。
ら、埋設ガス配管、化学プラント配管、熱交換器配管等
の金属管内外壁の腐食有無等を検出するには、リモート
フィールド渦流法を用いたリモートフィールド渦流セン
サが知られている。リモートフィールド渦流センサ１
は、図８に示すように、励磁コイル２と、励磁コイル２
から管径の２倍程度はなして管軸方向に配置される１つ
または、それ以上の受信コイル３を有し、信号伝達用ケ
ーブル４に取り付けられて管５内に挿入され、管外から
操作される駆動機構により管内を走行可能とされるもの
である。リモートフィールド渦流センサ１は、信号伝達
用ケーブル４を介して管外からリモートフィールド渦流
センサ１の励磁コイル２に励磁信号を印加する励磁信号
発生手段と、リモートフィールド渦流センサ１の受信コ
イル３からの測定信号を信号伝達用ケーブル４を介して
受取り探傷データを形成する探傷データ生成手段と共に
金属管探傷装置を構成する。
【０００３】このようなリモートフィールド渦流センサ
１の励磁コイル２には、数Ｖ〜数１０Ｖの励磁電圧が印
加され、励磁コイル２に印加される励磁信号は通常数１
０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの比較的低い周波数の電磁波が利
用されている。このような励磁信号を入力した励磁コイ
ル２から発生されるリモートフィールド渦流による電磁
波は、金属管の肉厚を通過する間接伝播か、あるいは管
路を導波管として伝搬する直接伝播により伝播される。
しかし、直接伝搬の場合、リモートフィールド渦流によ
る電磁波は管路の周波数より遥かに低い周波数であるた
め、急激に減衰しほとんど伝搬されない。一方、間接伝
搬の場合、リモートフィールド渦流による電磁波は金属
管肉厚をゆっくり減衰して伝播し、同時に一部は金属管
肉厚に再度浸透して通過し、受信コイル３により受信さ
れる。受信コイル３に受信される受信信号は非常に微弱
（数μＶ〜数１０μＶ）であるが、金属管の肉厚通過に
よる表皮効果の影響で位相変化を受ける。この位相変化
は金属管の肉厚に対しリニアリティーよく比例するた
め、励磁信号と測定信号の位相差を検出することによ
り、金属管の肉厚の減少を精度よく検出することがで
き、金属管の内外壁面の腐食の有無や傷の深さを的確に
検出できるものである。
１の励磁コイル２には、数Ｖ〜数１０Ｖの励磁電圧が印
加され、励磁コイル２に印加される励磁信号は通常数１
０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの比較的低い周波数の電磁波が利
用されている。このような励磁信号を入力した励磁コイ
ル２から発生されるリモートフィールド渦流による電磁
波は、金属管の肉厚を通過する間接伝播か、あるいは管
路を導波管として伝搬する直接伝播により伝播される。
しかし、直接伝搬の場合、リモートフィールド渦流によ
る電磁波は管路の周波数より遥かに低い周波数であるた
め、急激に減衰しほとんど伝搬されない。一方、間接伝
搬の場合、リモートフィールド渦流による電磁波は金属
管肉厚をゆっくり減衰して伝播し、同時に一部は金属管
肉厚に再度浸透して通過し、受信コイル３により受信さ
れる。受信コイル３に受信される受信信号は非常に微弱
（数μＶ〜数１０μＶ）であるが、金属管の肉厚通過に
よる表皮効果の影響で位相変化を受ける。この位相変化
は金属管の肉厚に対しリニアリティーよく比例するた
め、励磁信号と測定信号の位相差を検出することによ
り、金属管の肉厚の減少を精度よく検出することがで
き、金属管の内外壁面の腐食の有無や傷の深さを的確に
検出できるものである。
【０００４】しかしながら、腐食のない健全な金属管肉
厚を伝送されるリモートフィールド渦流による電磁波は
主として金属管の管軸に平行に伝送され、金属管と同軸
状に設けられた受信コイルで良好に受信できるが、傷部
分では管の内壁に垂直方向の電磁波が発生し、金属管の
軸と同軸状に設けられた受信コイルではこの金属管の管
軸方向と垂直方向の電磁波は受信されにくく、位相変化
を精度よく検出できないという欠点があった。
厚を伝送されるリモートフィールド渦流による電磁波は
主として金属管の管軸に平行に伝送され、金属管と同軸
状に設けられた受信コイルで良好に受信できるが、傷部
分では管の内壁に垂直方向の電磁波が発生し、金属管の
軸と同軸状に設けられた受信コイルではこの金属管の管
軸方向と垂直方向の電磁波は受信されにくく、位相変化
を精度よく検出できないという欠点があった。
【０００５】また、金属管肉厚を伝送されるリモートフ
ィールド渦流による電磁波は金属管の材質の透磁率、電
気伝導度及び励磁信号の周波数等の条件により影響を受
け、このため、励磁コイルに同じ励磁電圧を印加しても
材質の異なる管では、受信コイルから出力される測定信
号は位相差にバラツキが生じてしまう。このため、異な
る材質の管の傷の深さは一定の位相差と肉厚の関係から
は精度よく評価できないという難点があった。
ィールド渦流による電磁波は金属管の材質の透磁率、電
気伝導度及び励磁信号の周波数等の条件により影響を受
け、このため、励磁コイルに同じ励磁電圧を印加しても
材質の異なる管では、受信コイルから出力される測定信
号は位相差にバラツキが生じてしまう。このため、異な
る材質の管の傷の深さは一定の位相差と肉厚の関係から
は精度よく評価できないという難点があった。
【０００６】また、比較的大口径（例えば２００Ａ）の
管の検査をリモートフィールド渦流センサで行う場合に
は、例えば管内周に１循の受信コイルを設けたもので
は、１度の走査で欠陥を検知することは困難であり、何
度も反復して行なわなければならないという難点があっ
た。
管の検査をリモートフィールド渦流センサで行う場合に
は、例えば管内周に１循の受信コイルを設けたもので
は、１度の走査で欠陥を検知することは困難であり、何
度も反復して行なわなければならないという難点があっ
た。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、上述した難点に鑑みなされた
もので、金属管の管軸方向に対しコイル軸線が直角に配
設され、管の周方向に複数設けた受信コイルにより欠陥
部に発生する磁場を効率よく受信し、しかも、１回の走
査により金属管の全内周面を探傷可能な金属管探傷セン
サを提供することを目的とする。
もので、金属管の管軸方向に対しコイル軸線が直角に配
設され、管の周方向に複数設けた受信コイルにより欠陥
部に発生する磁場を効率よく受信し、しかも、１回の走
査により金属管の全内周面を探傷可能な金属管探傷セン
サを提供することを目的とする。
【０００８】また、金属管と同軸に設けられた受信コイ
ルを用いて、金属管の材質の違いから磁気的特性により
変化する位相差を検出し、金属管の材質に対応して金属
管に生じた腐食の有無、傷の深さを、精度よく評価でき
る金属管探傷方法を提供することを目的とする。
ルを用いて、金属管の材質の違いから磁気的特性により
変化する位相差を検出し、金属管の材質に対応して金属
管に生じた腐食の有無、傷の深さを、精度よく評価でき
る金属管探傷方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の金属管探傷センサは、励磁信号が印加されるこ
とにより金属管にリモートフィールド渦流を発生させる
励磁コイルと、励磁コイルから管軸方向に所定距離隔置
され、金属管の管軸方向に対してコイル軸線が直角に且
つ金属管の周方向に所定距離隔置して配設されリモート
フィールド渦流による受信信号を受信する複数の第１の
受信コイルを備えた第１の受信コイル群と、第１の受信
コイル群と所定距離隔置され、金属管の管軸方向に対し
てコイル軸線が直角に且つ第１の受信コイルと互いに千
鳥状に配設されリモートフィールド渦流による受信信号
を受信する複数の第２の受信コイルを備えた第２の受信
コイル群と、金属管の管軸方向とコイル軸線が同軸状に
配設された第３の受信コイルとを備えたものである。
本発明の金属管探傷センサは、励磁信号が印加されるこ
とにより金属管にリモートフィールド渦流を発生させる
励磁コイルと、励磁コイルから管軸方向に所定距離隔置
され、金属管の管軸方向に対してコイル軸線が直角に且
つ金属管の周方向に所定距離隔置して配設されリモート
フィールド渦流による受信信号を受信する複数の第１の
受信コイルを備えた第１の受信コイル群と、第１の受信
コイル群と所定距離隔置され、金属管の管軸方向に対し
てコイル軸線が直角に且つ第１の受信コイルと互いに千
鳥状に配設されリモートフィールド渦流による受信信号
を受信する複数の第２の受信コイルを備えた第２の受信
コイル群と、金属管の管軸方向とコイル軸線が同軸状に
配設された第３の受信コイルとを備えたものである。
【００１０】また、本発明の金属管探傷方法は、励磁信
号を励磁コイルに印加して健全な金属管にリモートフィ
ールド渦流を発生させ、リモートフィールド渦流による
受信信号を受信した受信コイルからの検知信号と励磁信
号の位相差を検出し、予め測定された基準金属管の基準
位相差と比較して金属管の補正係数を検出した後、金属
管の欠陥部の検出に際し、受信コイルからの測定信号の
位相差を補正係数により基準金属管に相当する位相差と
し、基準金属管の基準位相差と肉厚の関係から金属管の
欠陥部の肉厚を検出するものである。
号を励磁コイルに印加して健全な金属管にリモートフィ
ールド渦流を発生させ、リモートフィールド渦流による
受信信号を受信した受信コイルからの検知信号と励磁信
号の位相差を検出し、予め測定された基準金属管の基準
位相差と比較して金属管の補正係数を検出した後、金属
管の欠陥部の検出に際し、受信コイルからの測定信号の
位相差を補正係数により基準金属管に相当する位相差と
し、基準金属管の基準位相差と肉厚の関係から金属管の
欠陥部の肉厚を検出するものである。
【００１１】また、本発明の金属管探傷方法は、励磁信
号を励磁コイルに印加して金属管にリモートフィールド
渦流を発生させ、金属管の管軸方向とコイル軸線が同軸
状に配設された第３の受信コイルでリモートフィールド
渦流による受信信号を受信し、第３の受信コイルからの
測定信号の位相差を金属管の特定位相差として検出し、
予め測定された基準金属管の基準位相差と比較して金属
管の補正係数を検出した後、励磁コイルから所定距離隔
置され且つ金属管の管軸方向にコイル軸線が直角に配設
され、金属管の周方向に所定距離隔置されて複数設けら
れた第１の受信コイル及び／または第１の受信コイルと
所定距離隔置され且つ金属管の管軸方向に直角にコイル
軸線が配設され、第１の受信コイルと互いに千鳥状に複
数設けられた第２の受信コイルで、リモートフィールド
渦流による受信信号を受信し、第１の受信コイル及び／
または第２の受信コイルからの測定信号の位相差を検出
し補正係数により基準金属管に相当する位相差とし、基
準金属管の基準位相差と肉厚の関係から金属管の欠陥部
の肉厚を検出するものであってもよい。
号を励磁コイルに印加して金属管にリモートフィールド
渦流を発生させ、金属管の管軸方向とコイル軸線が同軸
状に配設された第３の受信コイルでリモートフィールド
渦流による受信信号を受信し、第３の受信コイルからの
測定信号の位相差を金属管の特定位相差として検出し、
予め測定された基準金属管の基準位相差と比較して金属
管の補正係数を検出した後、励磁コイルから所定距離隔
置され且つ金属管の管軸方向にコイル軸線が直角に配設
され、金属管の周方向に所定距離隔置されて複数設けら
れた第１の受信コイル及び／または第１の受信コイルと
所定距離隔置され且つ金属管の管軸方向に直角にコイル
軸線が配設され、第１の受信コイルと互いに千鳥状に複
数設けられた第２の受信コイルで、リモートフィールド
渦流による受信信号を受信し、第１の受信コイル及び／
または第２の受信コイルからの測定信号の位相差を検出
し補正係数により基準金属管に相当する位相差とし、基
準金属管の基準位相差と肉厚の関係から金属管の欠陥部
の肉厚を検出するものであってもよい。
【００１２】
【作用】励磁電圧を励磁コイルに印加して金属管にリモ
ートフィールド渦流を発生させる。励磁コイルから所定
距離隔置され且つ金属管の管軸方向にコイル軸線が直角
になるように配設される第１の受信コイルを、金属管の
周方向に所定距離隔置して設け第１の受信コイル群を形
成し、更に、第１の受信コイル群と所定距離隔置され且
つ金属管の管軸方向にコイル軸線が直角になるように配
設される第２の受信コイルを、第１の受信コイルと互い
に千鳥の位置に配置して第２の受信コイル群を形成す
る。更に、金属管の管軸方向とコイル軸線が平行に配設
された第３の受信コイルを設ける。欠陥部がない健全な
金属管の場合は、リモートフィールド渦流による磁場は
金属管軸に平行方向な磁路となるため、健全な金属管に
形成される磁場を第３の受信コイルで確実に検出し、健
全な金属管の特定位相差を検出する。金属管の肉厚に欠
損部がある場合は、磁場は金属管の管軸に直角方向にも
形成されるため、欠損部に発生する磁場が微弱であって
も、コイル軸線が磁場と平行に配設される第１の受信コ
イル、第２の受信コイルにより確実に検出される。
ートフィールド渦流を発生させる。励磁コイルから所定
距離隔置され且つ金属管の管軸方向にコイル軸線が直角
になるように配設される第１の受信コイルを、金属管の
周方向に所定距離隔置して設け第１の受信コイル群を形
成し、更に、第１の受信コイル群と所定距離隔置され且
つ金属管の管軸方向にコイル軸線が直角になるように配
設される第２の受信コイルを、第１の受信コイルと互い
に千鳥の位置に配置して第２の受信コイル群を形成す
る。更に、金属管の管軸方向とコイル軸線が平行に配設
された第３の受信コイルを設ける。欠陥部がない健全な
金属管の場合は、リモートフィールド渦流による磁場は
金属管軸に平行方向な磁路となるため、健全な金属管に
形成される磁場を第３の受信コイルで確実に検出し、健
全な金属管の特定位相差を検出する。金属管の肉厚に欠
損部がある場合は、磁場は金属管の管軸に直角方向にも
形成されるため、欠損部に発生する磁場が微弱であって
も、コイル軸線が磁場と平行に配設される第１の受信コ
イル、第２の受信コイルにより確実に検出される。
【００１３】しかも、第２の受信コイルと第１の受信コ
イルは互いに千鳥状に配置され、管内周を網羅して受信
コイルが設けられるため、第１の受信コイル間を通過し
たため第１の受信コイル群では検出されなかった傷があ
っても、必ず第２の受信コイル群で検出されるため、１
度の走査により管内全周に亘って傷の有無を検出でき
る。
イルは互いに千鳥状に配置され、管内周を網羅して受信
コイルが設けられるため、第１の受信コイル間を通過し
たため第１の受信コイル群では検出されなかった傷があ
っても、必ず第２の受信コイル群で検出されるため、１
度の走査により管内全周に亘って傷の有無を検出でき
る。
【００１４】更に、金属管の探傷に先立ち、基準となる
基準金属管の種々の肉厚に対して基準位相差を測定し、
基準金属管の肉厚と基準位相差の関係を求め、探傷を行
なう金属管にリモートフィールド渦流を発生させ、第３
の受信コイルで健全な金属管の特定位相差を検出し、同
じ肉厚の基準金属管の基準位相差と比較して金属管の材
質に対応した補正係数を得る。その後、金属管の探傷を
行なう。第１の受信コイル、第２の受信コイルにより検
出される磁場の位相変化を、補正係数により補正し基準
金属管の基準位相差に変換し、基準金属管の基準位相差
と肉厚の関係から金属管の肉厚を検出する。このため、
金属管の材質の違いに追従して傷の有無、傷の深さを精
密に検出することができる。
基準金属管の種々の肉厚に対して基準位相差を測定し、
基準金属管の肉厚と基準位相差の関係を求め、探傷を行
なう金属管にリモートフィールド渦流を発生させ、第３
の受信コイルで健全な金属管の特定位相差を検出し、同
じ肉厚の基準金属管の基準位相差と比較して金属管の材
質に対応した補正係数を得る。その後、金属管の探傷を
行なう。第１の受信コイル、第２の受信コイルにより検
出される磁場の位相変化を、補正係数により補正し基準
金属管の基準位相差に変換し、基準金属管の基準位相差
と肉厚の関係から金属管の肉厚を検出する。このため、
金属管の材質の違いに追従して傷の有無、傷の深さを精
密に検出することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の金属管探傷センサの一実施例
を図面を参照しながら説明する。図１に示すように、金
属管６内に挿入され金属管６内外壁について探傷を行な
う金属管探傷センサであるリモートフィールド渦流セン
サ７には、金属管６の管軸と同軸のコイル軸線を有する
励磁コイル８と、励磁コイル８から所定距離、管径の２
倍程度の距離を保持して設けられる第１の受信コイル群
９と、第１の受信コイル群９の後方に第１の受信コイル
群９に近接して設けられる第２の受信コイル群１０と、
第２の受信コイル群１０の更に後方に第３の受信コイル
１１とが備えられている。リモートフィールド渦流セン
サ７は信号伝達用ケーブル１２に取り付けられ、信号伝
達用ケーブル１２を介して金属管外の装置（図４）と信
号が送受されて探傷データを得るようになっている。更
に、リモートフィールド渦流センサ７には、金属管６内
壁にバネ等で押圧され、管外の駆動装置（図示せず）に
より操作される駆動輪１３が管内周に亘って例えば３方
向に設けられ、リモートフィールド渦流センサ７が保持
されつつ、駆動輪１３の方向及び回転が制御されモニタ
ーされつつ金属管内を走行可能とされるものである。
を図面を参照しながら説明する。図１に示すように、金
属管６内に挿入され金属管６内外壁について探傷を行な
う金属管探傷センサであるリモートフィールド渦流セン
サ７には、金属管６の管軸と同軸のコイル軸線を有する
励磁コイル８と、励磁コイル８から所定距離、管径の２
倍程度の距離を保持して設けられる第１の受信コイル群
９と、第１の受信コイル群９の後方に第１の受信コイル
群９に近接して設けられる第２の受信コイル群１０と、
第２の受信コイル群１０の更に後方に第３の受信コイル
１１とが備えられている。リモートフィールド渦流セン
サ７は信号伝達用ケーブル１２に取り付けられ、信号伝
達用ケーブル１２を介して金属管外の装置（図４）と信
号が送受されて探傷データを得るようになっている。更
に、リモートフィールド渦流センサ７には、金属管６内
壁にバネ等で押圧され、管外の駆動装置（図示せず）に
より操作される駆動輪１３が管内周に亘って例えば３方
向に設けられ、リモートフィールド渦流センサ７が保持
されつつ、駆動輪１３の方向及び回転が制御されモニタ
ーされつつ金属管内を走行可能とされるものである。
【００１６】このような、リモートフィールド渦流セン
サ７の励磁コイル８は金属管６の管軸と同軸のコイル軸
線を有し、車輪１４により金属管６内で保持される。励
磁コイル８には所望の励磁電圧、例えば数Ｖ〜数１０Ｖ
の電圧で、通常、数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの比較的低
い周波数の励磁信号が信号伝達用ケーブル１２を介して
印加されるようになっており、励磁信号が印加された励
磁コイル８からリモートフィールド渦流による磁場が発
生される。発生された磁場の一部は管路内を伝搬し急激
に減衰され、一部は金属管の肉厚をゆっくり減衰されて
通過し、欠陥のない金属管の健全部では管軸に平行に伝
播される。
サ７の励磁コイル８は金属管６の管軸と同軸のコイル軸
線を有し、車輪１４により金属管６内で保持される。励
磁コイル８には所望の励磁電圧、例えば数Ｖ〜数１０Ｖ
の電圧で、通常、数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの比較的低
い周波数の励磁信号が信号伝達用ケーブル１２を介して
印加されるようになっており、励磁信号が印加された励
磁コイル８からリモートフィールド渦流による磁場が発
生される。発生された磁場の一部は管路内を伝搬し急激
に減衰され、一部は金属管の肉厚をゆっくり減衰されて
通過し、欠陥のない金属管の健全部では管軸に平行に伝
播される。
【００１７】第１の受信コイル群９は、第１の受信コイ
ル９ａを、励磁コイル８から一定距離の管内周に亘って
所定の間隔、例えば、３０゜毎に１２個備えたものであ
る。第１の受信コイル９ａは、図２に示すように、金属
管６の管軸６ａに直角なコイル軸線を有するものであ
る。ここで、励磁コイル８に交流電力を供給すると、励
磁コイル８の周辺に磁場が発生し、発生した磁場は、金
属管６の管肉厚内に伝搬され、受信信号として伝送され
る。金属管６に欠陥が存在しない場合には、管肉厚内を
伝搬する受信信号は、管軸に平行であり、管軸に直交す
る管径方向の成分はほとんど存在しない。一方、金属管
６に欠陥がある場合には、欠陥により磁場の流れが乱さ
れ、管径方向の成分が現れる。
ル９ａを、励磁コイル８から一定距離の管内周に亘って
所定の間隔、例えば、３０゜毎に１２個備えたものであ
る。第１の受信コイル９ａは、図２に示すように、金属
管６の管軸６ａに直角なコイル軸線を有するものであ
る。ここで、励磁コイル８に交流電力を供給すると、励
磁コイル８の周辺に磁場が発生し、発生した磁場は、金
属管６の管肉厚内に伝搬され、受信信号として伝送され
る。金属管６に欠陥が存在しない場合には、管肉厚内を
伝搬する受信信号は、管軸に平行であり、管軸に直交す
る管径方向の成分はほとんど存在しない。一方、金属管
６に欠陥がある場合には、欠陥により磁場の流れが乱さ
れ、管径方向の成分が現れる。
【００１８】このため、金属管６に欠陥がない場合は、
第１の受信コイル９ａは、コイル軸線が金属管の肉厚を
通過して伝播される磁場に対して直角となっているた
め、第１の受信コイル９ａに受信される受信信号は殆ど
ゼロとなる。これに対し、金属管６に欠陥がある場合
は、第１の受信コイル９ａは、コイル軸線が欠陥部で生
じる磁場と平行なため、欠陥部に生じる受信信号を得る
ことができ、極小な欠損部における微弱な磁場であって
も確実に検知することができる。このため、金属管に発
生した欠損部を効率よく検出するものである。
第１の受信コイル９ａは、コイル軸線が金属管の肉厚を
通過して伝播される磁場に対して直角となっているた
め、第１の受信コイル９ａに受信される受信信号は殆ど
ゼロとなる。これに対し、金属管６に欠陥がある場合
は、第１の受信コイル９ａは、コイル軸線が欠陥部で生
じる磁場と平行なため、欠陥部に生じる受信信号を得る
ことができ、極小な欠損部における微弱な磁場であって
も確実に検知することができる。このため、金属管に発
生した欠損部を効率よく検出するものである。
【００１９】また、第２の受信コイル群１０は、第１の
受信コイル９ａと同様に金属管６の管軸６ａに直角なコ
イル軸線を有し、金属管６の欠陥部で生じる磁場を確実
に受信する第２の受信コイル１０ａ（図２）の複数から
構成される。第２の受信コイル群１０は第１の受信コイ
ル群９から所定の距離に設けられ、第２の受信コイル１
０ａは管内周に亘って所定の間隔、例えば、３０゜毎に
１２個備えられる。第２の受信コイル１０ａは、図３に
示すように、第１の受信コイル９ａと管周方向に所定の
角度（この場合１５゜）ずらした位置、所謂千鳥の位置
に配設される。このため、第１の受信コイル９ａと第２
の受信コイル１０ａは管周方向に管全周に亘って１５゜
毎に配設されることになる。このため、金属管管壁の傷
が第１の受信コイル群９の第１の受信コイル９ａ間を通
過して、第１の受信コイル群９では欠陥を検知されない
場合であっても、第２の受信コイル群１０の第２の受信
コイル１０ａが傷の真上を通過することになり、第１の
受信コイル群９の不検出帯を第２の受信コイル群１０に
より検出することができ、１回の走査で金属管管壁全周
を探傷可能とすることができる。
受信コイル９ａと同様に金属管６の管軸６ａに直角なコ
イル軸線を有し、金属管６の欠陥部で生じる磁場を確実
に受信する第２の受信コイル１０ａ（図２）の複数から
構成される。第２の受信コイル群１０は第１の受信コイ
ル群９から所定の距離に設けられ、第２の受信コイル１
０ａは管内周に亘って所定の間隔、例えば、３０゜毎に
１２個備えられる。第２の受信コイル１０ａは、図３に
示すように、第１の受信コイル９ａと管周方向に所定の
角度（この場合１５゜）ずらした位置、所謂千鳥の位置
に配設される。このため、第１の受信コイル９ａと第２
の受信コイル１０ａは管周方向に管全周に亘って１５゜
毎に配設されることになる。このため、金属管管壁の傷
が第１の受信コイル群９の第１の受信コイル９ａ間を通
過して、第１の受信コイル群９では欠陥を検知されない
場合であっても、第２の受信コイル群１０の第２の受信
コイル１０ａが傷の真上を通過することになり、第１の
受信コイル群９の不検出帯を第２の受信コイル群１０に
より検出することができ、１回の走査で金属管管壁全周
を探傷可能とすることができる。
【００２０】第３の受信コイル１１は、励磁コイル８か
ら所定の距離を隔てて配設され、管軸と同軸状に１つ設
けられる。このため、健全部を伝播される管軸と平行方
向の磁場について十分な受信信号を得るものである。し
かし、金属管に欠陥がある場合に生じる管軸と直角方向
に磁場については、コイル軸線が平行でないため、ま
た、１つのコイルで構成されるため、第３の受信コイル
１１には殆ど受信されない。従って、第３の受信コイル
１１は金属管の欠陥部の有無には殆ど影響を受けず、励
磁コイル８から発生し金属管６の管肉厚内に伝搬した磁
場について欠陥部の有無に拘らずほぼ一定の受信信号を
受信するものである。
ら所定の距離を隔てて配設され、管軸と同軸状に１つ設
けられる。このため、健全部を伝播される管軸と平行方
向の磁場について十分な受信信号を得るものである。し
かし、金属管に欠陥がある場合に生じる管軸と直角方向
に磁場については、コイル軸線が平行でないため、ま
た、１つのコイルで構成されるため、第３の受信コイル
１１には殆ど受信されない。従って、第３の受信コイル
１１は金属管の欠陥部の有無には殆ど影響を受けず、励
磁コイル８から発生し金属管６の管肉厚内に伝搬した磁
場について欠陥部の有無に拘らずほぼ一定の受信信号を
受信するものである。
【００２１】このようなリモートフィールド渦流センサ
７は、金属管探傷装置に適用されて金属管の探傷が行な
われる。図４に示すように、金属管探傷装置１５は、リ
モートフィールド渦流センサ７の励磁コイル８に励磁信
号を印加する励磁信号送出回路１６と、リモートフィー
ルド渦流センサ７の第１の受信コイル９ａ、第２の受信
コイル１０ａ、第３の受信コイル１１それぞれからの測
定信号を受信する測定信号処理回路１７と、測定信号処
理回路１７の出力から探傷データを形成する探傷データ
形成回路１８とを有する。更に、金属管探傷装置１５に
は、リモートフィールド渦流センサ７をモニターする図
示しないモニター機構及びリモートフィールド渦流セン
サ７をモニターしつつ管内を走行可能とする図示しない
駆動装置が備えられている。
７は、金属管探傷装置に適用されて金属管の探傷が行な
われる。図４に示すように、金属管探傷装置１５は、リ
モートフィールド渦流センサ７の励磁コイル８に励磁信
号を印加する励磁信号送出回路１６と、リモートフィー
ルド渦流センサ７の第１の受信コイル９ａ、第２の受信
コイル１０ａ、第３の受信コイル１１それぞれからの測
定信号を受信する測定信号処理回路１７と、測定信号処
理回路１７の出力から探傷データを形成する探傷データ
形成回路１８とを有する。更に、金属管探傷装置１５に
は、リモートフィールド渦流センサ７をモニターする図
示しないモニター機構及びリモートフィールド渦流セン
サ７をモニターしつつ管内を走行可能とする図示しない
駆動装置が備えられている。
【００２２】尚、図では第１の受信コイル９ａ、第２の
受信コイル１０ａはそれぞれ１のみ表示するが、それぞ
れ１２個設けられ、第１の受信コイル９ａ、第２の受信
コイル１０ａからの測定信号を処理する測定信号処理回
路１７の測定モジュール１７ａ1、１７ａ2は各々受信コ
イルに対応して設けられるものであるが、これらの図示
も１のみを表示し、他は省略してある。
受信コイル１０ａはそれぞれ１のみ表示するが、それぞ
れ１２個設けられ、第１の受信コイル９ａ、第２の受信
コイル１０ａからの測定信号を処理する測定信号処理回
路１７の測定モジュール１７ａ1、１７ａ2は各々受信コ
イルに対応して設けられるものであるが、これらの図示
も１のみを表示し、他は省略してある。
【００２３】励磁信号送出回路１６は、励磁信号ｆ0を
発信する基準発信器１９及び、基準発信器１９で発信さ
れた励磁信号ｆ0を増幅して送出する励磁信号出力増幅
器２０が設けられる。励磁信号出力増幅器２０は励磁側
端子Ｔ0を介してペア心線Ｐ0で励磁コイル８に接続され
る。更に、励磁信号送出回路１６には基準発信器１９か
ら送出される励磁信号ｆ0を短形波に波形変換する波形
整形回路２１が備えられ、波形整形回路２１からの短形
波を２倍の周波数に変換する周波数逓倍器２２が設けら
れる。更に、周波数逓倍器２２からの出力がそれぞれ入
力されるフリップフロップ２３、２４が設けられる。フ
リップフロップ２４に入力される信号はインバータ２５
を介して入力され、反転されるようになっている。フリ
ップフロップ２３、２４でそれぞれ元の周波数に戻され
た参照信号ＦＣ1、ＦＣ2、ＦＣ3と参照信号ＦＳ1、ＦＳ
2、ＦＳ3とは位相が９０度ずれたものとなり、励磁側端
子Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6を介してそれぞれ測定
信号処理回路１７に送出される。参照信号ＦＣ1、Ｆ
Ｃ2、ＦＣ3、ＦＳ1、ＦＳ2、ＦＳ3は、リモートフィー
ルド渦流センサ７の第１の受信コイル９ａ、第２の受信
コイル１０ａ、第３の受信コイル１１から測定信号処理
回路１７にそれぞれ送出される測定信号ｆ1、ｆ2、ｆ3
の励磁信号ｆ0からの位相遅れをそれぞれ補正した信号
である。尚、励磁信号ｆ0、測定信号ｆ1、ｆ2、ｆ3を伝
送するペア心線Ｐ0、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3にシールドした特別
のケーブルを用いたときは、参照信号Ｆ1は励磁信号ｆ0
と同相としてもよい。
発信する基準発信器１９及び、基準発信器１９で発信さ
れた励磁信号ｆ0を増幅して送出する励磁信号出力増幅
器２０が設けられる。励磁信号出力増幅器２０は励磁側
端子Ｔ0を介してペア心線Ｐ0で励磁コイル８に接続され
る。更に、励磁信号送出回路１６には基準発信器１９か
ら送出される励磁信号ｆ0を短形波に波形変換する波形
整形回路２１が備えられ、波形整形回路２１からの短形
波を２倍の周波数に変換する周波数逓倍器２２が設けら
れる。更に、周波数逓倍器２２からの出力がそれぞれ入
力されるフリップフロップ２３、２４が設けられる。フ
リップフロップ２４に入力される信号はインバータ２５
を介して入力され、反転されるようになっている。フリ
ップフロップ２３、２４でそれぞれ元の周波数に戻され
た参照信号ＦＣ1、ＦＣ2、ＦＣ3と参照信号ＦＳ1、ＦＳ
2、ＦＳ3とは位相が９０度ずれたものとなり、励磁側端
子Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6を介してそれぞれ測定
信号処理回路１７に送出される。参照信号ＦＣ1、Ｆ
Ｃ2、ＦＣ3、ＦＳ1、ＦＳ2、ＦＳ3は、リモートフィー
ルド渦流センサ７の第１の受信コイル９ａ、第２の受信
コイル１０ａ、第３の受信コイル１１から測定信号処理
回路１７にそれぞれ送出される測定信号ｆ1、ｆ2、ｆ3
の励磁信号ｆ0からの位相遅れをそれぞれ補正した信号
である。尚、励磁信号ｆ0、測定信号ｆ1、ｆ2、ｆ3を伝
送するペア心線Ｐ0、Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3にシールドした特別
のケーブルを用いたときは、参照信号Ｆ1は励磁信号ｆ0
と同相としてもよい。
【００２４】測定信号処理回路１７は、リモートフィー
ルド渦流センサ７の第１の受信コイル９ａとペア心線Ｐ
1により測定側端子ＲＴ1、ＲＴ2を介して接続される測
定信号処理モジュール１７ａ1、第２の受信コイル１０
ａとペア心線Ｐ2により測定側端子ＲＴ1、ＲＴ2を介し
て接続される測定信号処理モジュール１７ａ2、第３の
受信コイル１１とペア心線Ｐ3により測定側端子ＲＴ1、
ＲＴ2を介して接続される測定信号処理モジュール１７
ａ3を有する。測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ
2、１７ａ3にはそれぞれ測定側端子ＲＴ1、ＲＴ2を介し
て伝送される受信コイルからの測定信号を入力する測定
信号インターフェース２６が設けられる。測定信号イン
ターフェース２６には、ペア心線Ｐ1等に発生した同極
性の雑音を除去する差動増幅器２７、高周波成分を除去
するローパスフィルタ２８、ローパスフィルタ２８から
の信号を増幅する受信アンプ２９、一定領域以外の周波
数成分を除去するバンドパスフィルタ３０が順次備えら
れ、入力した測定信号を所定の範囲の周波数信号とす
る。更に、測定信号インターフェース２６の出力側には
２の同期検波器３１、３２が設けられ、同期検波器３１
のもう一方の入力側には励磁信号送出回路１６の励磁側
端子Ｔ4と接続される測定側端子ＲＴ4が接続され、参照
信号ＦＳ1を入力するようになっている。同様に、同期
検波器３２のもう一方の入力側には励磁信号送出回路１
６の励磁側端子Ｔ1と接続される測定側端子ＲＴ3が接続
され、参照信号ＦＣ1を入力するようになっている。同
期検波器３１、３２の出力側にはそれぞれ波形整形回路
３３、３４が接続され、直流に全波整流され探傷データ
形成回路１８に送出されるようになっている。一方、測
定信号インターフェース２６の出力側には入力した信号
を一定の波形に整形する波形整形回路３５が備えられ、
受信コイルからの測定信号は所定の周波数、所定の振
幅、一定の波形に変換される。波形整形回路３５の出力
側には位相検波回路３６が設けられ、もう一方の入力側
は測定側端子ＲＴ3を介して励磁信号送出回路１６の励
磁側端子Ｔ1が接続され、参照信号ＦＣ1を入力し測定信
号ｆ1の位相と比較し、測定信号ｆ1と励磁信号ｆ0の位
相差がそれぞれ検出される。位相検波回路３６の出力側
は探傷データ形成回路１８に接続され、検出された位相
差は波形整形回路３３、３４からの信号と共に探傷デー
タ形成回路１８に送出されるようになっている。
ルド渦流センサ７の第１の受信コイル９ａとペア心線Ｐ
1により測定側端子ＲＴ1、ＲＴ2を介して接続される測
定信号処理モジュール１７ａ1、第２の受信コイル１０
ａとペア心線Ｐ2により測定側端子ＲＴ1、ＲＴ2を介し
て接続される測定信号処理モジュール１７ａ2、第３の
受信コイル１１とペア心線Ｐ3により測定側端子ＲＴ1、
ＲＴ2を介して接続される測定信号処理モジュール１７
ａ3を有する。測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ
2、１７ａ3にはそれぞれ測定側端子ＲＴ1、ＲＴ2を介し
て伝送される受信コイルからの測定信号を入力する測定
信号インターフェース２６が設けられる。測定信号イン
ターフェース２６には、ペア心線Ｐ1等に発生した同極
性の雑音を除去する差動増幅器２７、高周波成分を除去
するローパスフィルタ２８、ローパスフィルタ２８から
の信号を増幅する受信アンプ２９、一定領域以外の周波
数成分を除去するバンドパスフィルタ３０が順次備えら
れ、入力した測定信号を所定の範囲の周波数信号とす
る。更に、測定信号インターフェース２６の出力側には
２の同期検波器３１、３２が設けられ、同期検波器３１
のもう一方の入力側には励磁信号送出回路１６の励磁側
端子Ｔ4と接続される測定側端子ＲＴ4が接続され、参照
信号ＦＳ1を入力するようになっている。同様に、同期
検波器３２のもう一方の入力側には励磁信号送出回路１
６の励磁側端子Ｔ1と接続される測定側端子ＲＴ3が接続
され、参照信号ＦＣ1を入力するようになっている。同
期検波器３１、３２の出力側にはそれぞれ波形整形回路
３３、３４が接続され、直流に全波整流され探傷データ
形成回路１８に送出されるようになっている。一方、測
定信号インターフェース２６の出力側には入力した信号
を一定の波形に整形する波形整形回路３５が備えられ、
受信コイルからの測定信号は所定の周波数、所定の振
幅、一定の波形に変換される。波形整形回路３５の出力
側には位相検波回路３６が設けられ、もう一方の入力側
は測定側端子ＲＴ3を介して励磁信号送出回路１６の励
磁側端子Ｔ1が接続され、参照信号ＦＣ1を入力し測定信
号ｆ1の位相と比較し、測定信号ｆ1と励磁信号ｆ0の位
相差がそれぞれ検出される。位相検波回路３６の出力側
は探傷データ形成回路１８に接続され、検出された位相
差は波形整形回路３３、３４からの信号と共に探傷デー
タ形成回路１８に送出されるようになっている。
【００２５】測定信号処理モジュール１７ａ2、１７ａ3
はそれぞれ測定信号処理モジュール１７ａ1と同様の構
成を有し、第２の受信コイル１０ａ及び第３の受信コイ
ル１１からの測定信号ｆ2、ｆ3を入力し、同様に処理さ
れ探傷データ形成回路１８に送出されるようになってい
る。探傷データ形成回路１８には、入力した位相差から
金属管の肉厚を演算し、欠陥部の有無、傷の深さを検出
する演算器３０、演算器３０で演算された肉厚減少率を
表示する表示部３１が備えられる。
はそれぞれ測定信号処理モジュール１７ａ1と同様の構
成を有し、第２の受信コイル１０ａ及び第３の受信コイ
ル１１からの測定信号ｆ2、ｆ3を入力し、同様に処理さ
れ探傷データ形成回路１８に送出されるようになってい
る。探傷データ形成回路１８には、入力した位相差から
金属管の肉厚を演算し、欠陥部の有無、傷の深さを検出
する演算器３０、演算器３０で演算された肉厚減少率を
表示する表示部３１が備えられる。
【００２６】ここで、励磁コイルに印加される励磁信号
と受信コイルから得られる測定信号の位相差は、以下の
式（１）で示される。 θ＝ｋ√πｆμσ ‥‥‥ （１） ここで、θは位相差、ｋは比例定数、πは円周率、ｆは
励磁信号の周波数、μは金属管の透磁率、σは金属管の
導電率を表す。
と受信コイルから得られる測定信号の位相差は、以下の
式（１）で示される。 θ＝ｋ√πｆμσ ‥‥‥ （１） ここで、θは位相差、ｋは比例定数、πは円周率、ｆは
励磁信号の周波数、μは金属管の透磁率、σは金属管の
導電率を表す。
【００２７】式（１）からも明らかなように、測定信号
の位相差は、金属管の透磁率μ・導電率σ及び励磁コイ
ルに印加される励磁信号の周波数により変化を受ける。
このうち、透磁率μ・導電率σは管の材質の固有のもの
である。このため、受信コイルの測定信号の位相差が管
肉厚と比例するからといって、得られた位相差を基に一
律に管肉厚を導き出すと誤った検出となってしまう。図
５に、同一形状、同一厚さであって、透磁率μ・導電率
σの積の値が異なる数種類の金属管６１、６２、６３、
６４、６５について、測定信号の位相差を基に検出され
た傷部分の管肉厚（減肉率）と実際の管肉厚（減肉率）
との関係を示す。図からも明らかなように、同一形状、
同一厚さの金属管を使用したにも拘らず、検出された肉
厚は実際の肉厚から異なるものとなっている。
の位相差は、金属管の透磁率μ・導電率σ及び励磁コイ
ルに印加される励磁信号の周波数により変化を受ける。
このうち、透磁率μ・導電率σは管の材質の固有のもの
である。このため、受信コイルの測定信号の位相差が管
肉厚と比例するからといって、得られた位相差を基に一
律に管肉厚を導き出すと誤った検出となってしまう。図
５に、同一形状、同一厚さであって、透磁率μ・導電率
σの積の値が異なる数種類の金属管６１、６２、６３、
６４、６５について、測定信号の位相差を基に検出され
た傷部分の管肉厚（減肉率）と実際の管肉厚（減肉率）
との関係を示す。図からも明らかなように、同一形状、
同一厚さの金属管を使用したにも拘らず、検出された肉
厚は実際の肉厚から異なるものとなっている。
【００２８】このような同一肉厚の金属管であっても材
質の違いにより生じる測定信号の位相差を相殺し、検出
される位相差を基に一律に管肉厚を導き出すには、以下
の方法によることができる。検出を行なう金属管から検
出される位相差が、同一の肉厚の基準金属管で検出され
る測定信号の位相差と同一となるよう、即ち式（１）の
位相差θが基準金属管の位相差値となるように、金属管
の材質によって励磁コイルに印加する励磁信号の周波数
を変えて探傷することができる。探傷を行なう金属管と
同質で基準金属管と同一の肉厚の供試金属管に、周波数
を変えて励磁信号を印加することにより磁場を発生さ
せ、測定信号の位相差を変化させ、基準金属管について
の測定信号の位相差と同一の位相差が得られるときの特
定周波数を予め検出する。特定周波数の励磁信号により
金属管の探傷を行なう。測定される測定信号の位相差θ
は基準金属管の肉厚に対応した位相差θとなる。このた
め、予め測定した基準金属管の位相差と肉厚の関係か
ら、肉厚を求めることにより、透磁率μ・導電率σの異
なる金属管であっても、正確な探傷データを得ることが
できる。
質の違いにより生じる測定信号の位相差を相殺し、検出
される位相差を基に一律に管肉厚を導き出すには、以下
の方法によることができる。検出を行なう金属管から検
出される位相差が、同一の肉厚の基準金属管で検出され
る測定信号の位相差と同一となるよう、即ち式（１）の
位相差θが基準金属管の位相差値となるように、金属管
の材質によって励磁コイルに印加する励磁信号の周波数
を変えて探傷することができる。探傷を行なう金属管と
同質で基準金属管と同一の肉厚の供試金属管に、周波数
を変えて励磁信号を印加することにより磁場を発生さ
せ、測定信号の位相差を変化させ、基準金属管について
の測定信号の位相差と同一の位相差が得られるときの特
定周波数を予め検出する。特定周波数の励磁信号により
金属管の探傷を行なう。測定される測定信号の位相差θ
は基準金属管の肉厚に対応した位相差θとなる。このた
め、予め測定した基準金属管の位相差と肉厚の関係か
ら、肉厚を求めることにより、透磁率μ・導電率σの異
なる金属管であっても、正確な探傷データを得ることが
できる。
【００２９】また、他の方法としては、励磁コイルに印
加する励磁信号の周波数は一定の周波数Ｈとして、以下
のような補正を行なって探傷する。図６に示すように、
基準となる一定肉厚の基準金属管６１について、励磁コ
イルに印加する励磁信号の周波数と測定信号の位相差
（基準位相差）の関係を予め検出しておく。そして、探
傷を行なう金属管６２について、予め欠陥部のない健全
な供試金属管（肉厚（ｄ））に、一定の周波数Ｈ（図で
は４０Ｈｚ）の励磁信号を印加し、その際得られる受信
コイルの測定信号の位相差を特定位相差（約−６０゜）
として検出する。そして、基準となる基準金属管につい
ての励磁信号の周波数と基準位相差との関係から、特定
位相差と同様な基準位相差が得られるときの基準金属管
に印加される周波数Ｈａ（約４４Ｈｚ）を求め、その周
波数Ｈａと一定周波数Ｈの比として補正係数Ｈ／Ｈａを
算出する。この補正係数から、金属管の探傷を行なった
際に得られる測定信号の位相差を補正し、即ち測定位相
差に補正係数Ｈ／Ｈａを乗ずることにより基準金属管の
肉厚に対応した位相差とし、予め求めておいた基準金属
管の基準位相差と肉厚の関係より、探傷されている金属
管の肉厚を求める。このような補正を行なうことによ
り、透磁率μ・導電率σの異なる金属管であっても、基
準金属管の基準位相差と肉厚に相当する関係に補正し、
一律に正確な探傷データを得ることができる。他の金属
管６３、６４、６５についても同様に、補正係数を検出
し、補正係数により補正された位相差から肉厚を検出し
た結果、検出された肉厚と実際の肉厚の関係は図７に示
すものとなった。図からも、実際の肉厚とほぼ一致した
肉厚が検出されることが明らかにされた。
加する励磁信号の周波数は一定の周波数Ｈとして、以下
のような補正を行なって探傷する。図６に示すように、
基準となる一定肉厚の基準金属管６１について、励磁コ
イルに印加する励磁信号の周波数と測定信号の位相差
（基準位相差）の関係を予め検出しておく。そして、探
傷を行なう金属管６２について、予め欠陥部のない健全
な供試金属管（肉厚（ｄ））に、一定の周波数Ｈ（図で
は４０Ｈｚ）の励磁信号を印加し、その際得られる受信
コイルの測定信号の位相差を特定位相差（約−６０゜）
として検出する。そして、基準となる基準金属管につい
ての励磁信号の周波数と基準位相差との関係から、特定
位相差と同様な基準位相差が得られるときの基準金属管
に印加される周波数Ｈａ（約４４Ｈｚ）を求め、その周
波数Ｈａと一定周波数Ｈの比として補正係数Ｈ／Ｈａを
算出する。この補正係数から、金属管の探傷を行なった
際に得られる測定信号の位相差を補正し、即ち測定位相
差に補正係数Ｈ／Ｈａを乗ずることにより基準金属管の
肉厚に対応した位相差とし、予め求めておいた基準金属
管の基準位相差と肉厚の関係より、探傷されている金属
管の肉厚を求める。このような補正を行なうことによ
り、透磁率μ・導電率σの異なる金属管であっても、基
準金属管の基準位相差と肉厚に相当する関係に補正し、
一律に正確な探傷データを得ることができる。他の金属
管６３、６４、６５についても同様に、補正係数を検出
し、補正係数により補正された位相差から肉厚を検出し
た結果、検出された肉厚と実際の肉厚の関係は図７に示
すものとなった。図からも、実際の肉厚とほぼ一致した
肉厚が検出されることが明らかにされた。
【００３０】上述のような材質の違いにより生じる測定
信号の位相差を相殺し、検出される位相差を基に一律に
管肉厚を導き出す方法を行なう、金属管単層装置１５の
動作を説明する。まず、探傷データ形成回路１８には、
予め、基準金属管について、励磁コイルに印加される励
磁信号の周波数と測定信号の位相差、位相差と肉厚の関
係を入力しておく。そして、探傷を行なう金属管６にリ
モートフィールド渦流センサ７を駆動装置により挿入す
る。そして、基準発信器１９から周波数Ｈの励磁信号ｆ
0を発生させ、励磁側端子Ｔ0を介して励磁信号ｆ0を励
磁コイル８に印加すると共に、励磁信号ｆ0を波形整形
回路２１を介して周波数逓倍器２２に送出され、２倍の
周波数に変換された後、再びフリップフロップ２３、２
４で元の周波数に変換されて、それぞれ励磁側端子Ｔ1
〜Ｔ6を介して測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ
2、１７ａ3に送出される。このとき、フリップフロップ
２４に入力される信号はインバータ２５で反転されるた
め、フリップフロップ２４から出力される参照信号ＦＳ
1、ＦＳ2、ＦＳ3はフリップフロップ２３から出力され
る参照信号ＦＣ1、ＦＣ2、ＦＣ3と位相が９０度ずれた
ものとされる。
信号の位相差を相殺し、検出される位相差を基に一律に
管肉厚を導き出す方法を行なう、金属管単層装置１５の
動作を説明する。まず、探傷データ形成回路１８には、
予め、基準金属管について、励磁コイルに印加される励
磁信号の周波数と測定信号の位相差、位相差と肉厚の関
係を入力しておく。そして、探傷を行なう金属管６にリ
モートフィールド渦流センサ７を駆動装置により挿入す
る。そして、基準発信器１９から周波数Ｈの励磁信号ｆ
0を発生させ、励磁側端子Ｔ0を介して励磁信号ｆ0を励
磁コイル８に印加すると共に、励磁信号ｆ0を波形整形
回路２１を介して周波数逓倍器２２に送出され、２倍の
周波数に変換された後、再びフリップフロップ２３、２
４で元の周波数に変換されて、それぞれ励磁側端子Ｔ1
〜Ｔ6を介して測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ
2、１７ａ3に送出される。このとき、フリップフロップ
２４に入力される信号はインバータ２５で反転されるた
め、フリップフロップ２４から出力される参照信号ＦＳ
1、ＦＳ2、ＦＳ3はフリップフロップ２３から出力され
る参照信号ＦＣ1、ＦＣ2、ＦＣ3と位相が９０度ずれた
ものとされる。
【００３１】励磁コイル８に印加された励磁信号ｆ0に
より金属管に発生されたリモートフィールド渦流による
磁場を入力した第１の受信コイル９ａ、第２の受信コイ
ル１０ａ、第３の受信コイル１１それぞれからの測定信
号ｆ1、ｆ2、ｆ3が出力される。測定信号処理モジュー
ル１７ａ1、１７ａ2、１７ａ3に測定信号が入力される
と、測定信号インターフェース２６で所定の範囲の周波
数信号に整形され、２の同期検波器３１、３２に入力さ
れ、位相の異なる参照信号ＦＣ1、ＦＣ2及びＦＳ1、Ｆ
Ｓ2で検波する。金属管の健全部において第１の受信コ
イル９ａ、第２の受信コイル１０ａに受信される磁場が
殆どゼロとなった場合であっても、位相が９０度異なる
参照信号ＦＣ1、ＦＣ2及び参照信号ＦＳ1、ＦＳ2により
同期検波することで、出力が不定とならず、測定信号が
ゼロの場合は出力がゼロとなり、あるレベルの測定信号
が存在すれば対応する出力が得られる。同様に、金属管
の欠陥部において第３の受信コイル１１に受信される磁
場が殆どゼロとなった場合であっても、参照信号ＦＣ3
及びＦＳ3で同期検波することで、出力が不定となら
ず、測定信号がゼロの場合は出力がゼロとなり、あるレ
ベルの測定信号が存在すれば対応する出力が得られる。
同期検波器３１、３２からの出力はそれぞれ波形整形回
路３３、３４で直流に全波整流され探傷データ形成回路
１８に送出される。
より金属管に発生されたリモートフィールド渦流による
磁場を入力した第１の受信コイル９ａ、第２の受信コイ
ル１０ａ、第３の受信コイル１１それぞれからの測定信
号ｆ1、ｆ2、ｆ3が出力される。測定信号処理モジュー
ル１７ａ1、１７ａ2、１７ａ3に測定信号が入力される
と、測定信号インターフェース２６で所定の範囲の周波
数信号に整形され、２の同期検波器３１、３２に入力さ
れ、位相の異なる参照信号ＦＣ1、ＦＣ2及びＦＳ1、Ｆ
Ｓ2で検波する。金属管の健全部において第１の受信コ
イル９ａ、第２の受信コイル１０ａに受信される磁場が
殆どゼロとなった場合であっても、位相が９０度異なる
参照信号ＦＣ1、ＦＣ2及び参照信号ＦＳ1、ＦＳ2により
同期検波することで、出力が不定とならず、測定信号が
ゼロの場合は出力がゼロとなり、あるレベルの測定信号
が存在すれば対応する出力が得られる。同様に、金属管
の欠陥部において第３の受信コイル１１に受信される磁
場が殆どゼロとなった場合であっても、参照信号ＦＣ3
及びＦＳ3で同期検波することで、出力が不定となら
ず、測定信号がゼロの場合は出力がゼロとなり、あるレ
ベルの測定信号が存在すれば対応する出力が得られる。
同期検波器３１、３２からの出力はそれぞれ波形整形回
路３３、３４で直流に全波整流され探傷データ形成回路
１８に送出される。
【００３２】一方、第１、第２、第３の受信コイルから
の測定信号は波形整形回路３５で所定の周波数、所定の
振幅の一定の波形に整形され、位相検波回路３６で、参
照信号ＦＣ1と位相が比較され、測定信号ｆ1と励磁信号
ｆ0の位相差がそれぞれ検出された後、探傷データ形成
回路１８に出力され波形整形回路３３、３４から全波整
流された信号と共に処理される。
の測定信号は波形整形回路３５で所定の周波数、所定の
振幅の一定の波形に整形され、位相検波回路３６で、参
照信号ＦＣ1と位相が比較され、測定信号ｆ1と励磁信号
ｆ0の位相差がそれぞれ検出された後、探傷データ形成
回路１８に出力され波形整形回路３３、３４から全波整
流された信号と共に処理される。
【００３３】探傷データ形成回路１８においては、ま
ず、測定信号処理モジュール１７ａ3からの入力信号を
演算器３０で処理して金属管の特定位相差を検出する。
特定位相差から予め入力されている基準位相差と比較し
て補正係数を演算する。金属管６の管壁に傷がない場合
は、測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ2からの出
力はゼロとなり、探傷データ形成回路１８の表示部３１
には何等表示がなされない。金属管６の管壁に傷があっ
た場合、測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ2から
の位相差が検出される。位相差は探傷データ形成回路１
８の演算器３０に入力され、補正係数を乗じられ基準位
相差に補正され、予め入力されている基準位相差と肉厚
の関係からその際の肉厚が検出され、表示部３１に表示
される。このため、金属管の材質がどのようなものであ
れ、正確な肉厚が検出される。
ず、測定信号処理モジュール１７ａ3からの入力信号を
演算器３０で処理して金属管の特定位相差を検出する。
特定位相差から予め入力されている基準位相差と比較し
て補正係数を演算する。金属管６の管壁に傷がない場合
は、測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ2からの出
力はゼロとなり、探傷データ形成回路１８の表示部３１
には何等表示がなされない。金属管６の管壁に傷があっ
た場合、測定信号処理モジュール１７ａ1、１７ａ2から
の位相差が検出される。位相差は探傷データ形成回路１
８の演算器３０に入力され、補正係数を乗じられ基準位
相差に補正され、予め入力されている基準位相差と肉厚
の関係からその際の肉厚が検出され、表示部３１に表示
される。このため、金属管の材質がどのようなものであ
れ、正確な肉厚が検出される。
【００３４】以上の説明は本発明の一実施例の説明であ
って、本発明はこれに限定されない。即ち、第１の受信
コイル、第２の受信コイル、第３の受信コイルはそれぞ
れ絶対値系として表示しているが、これらはそれぞれ前
後２対から構成される差動系であってもよい。
って、本発明はこれに限定されない。即ち、第１の受信
コイル、第２の受信コイル、第３の受信コイルはそれぞ
れ絶対値系として表示しているが、これらはそれぞれ前
後２対から構成される差動系であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の金属管探傷センサによれば、金属管の管軸に対しコ
イル軸線が直角に配設される第１の受信コイル、第２の
受信コイルを設け、金属管の管軸に対しコイル軸線が平
行に配設される第３の受信コイルを設けたため、第３の
受信コイルで金属管の健全部に生じる磁場を受信し、第
１の受信コイル及び第２の受信コイルで欠陥部に発生す
る磁場の乱れを効率よく受信することができる。更に、
第１の受信コイルと千鳥の位置に第２の受信コイルを設
けたため、管内周の全周に亘って受信コイルが設けら
れ、１度の走査により傷の有無を検知できる。
明の金属管探傷センサによれば、金属管の管軸に対しコ
イル軸線が直角に配設される第１の受信コイル、第２の
受信コイルを設け、金属管の管軸に対しコイル軸線が平
行に配設される第３の受信コイルを設けたため、第３の
受信コイルで金属管の健全部に生じる磁場を受信し、第
１の受信コイル及び第２の受信コイルで欠陥部に発生す
る磁場の乱れを効率よく受信することができる。更に、
第１の受信コイルと千鳥の位置に第２の受信コイルを設
けたため、管内周の全周に亘って受信コイルが設けら
れ、１度の走査により傷の有無を検知できる。
【００３６】また、本発明の金属管探傷方法によれば、
金属管について得られる測定信号の位相差を基準金属管
について得られる測定信号の位相差に相当するような補
正を行ない、基準金属管についての測定信号の位相差と
肉厚の関係から、金属管の肉厚を検出することにより、
金属管の材質の違いから磁気的特性により変化する位相
差から生じる検出誤差を排除して、金属管の材質に対応
して金属管に生じた腐食の有無、傷の深さを、精度よく
評価できる。
金属管について得られる測定信号の位相差を基準金属管
について得られる測定信号の位相差に相当するような補
正を行ない、基準金属管についての測定信号の位相差と
肉厚の関係から、金属管の肉厚を検出することにより、
金属管の材質の違いから磁気的特性により変化する位相
差から生じる検出誤差を排除して、金属管の材質に対応
して金属管に生じた腐食の有無、傷の深さを、精度よく
評価できる。
【図１】本発明の金属管探傷センサの一実施例を示す側
面図。
面図。
【図２】図１に示す一実施例の要部を示す図。
【図３】図１に示す一実施例の要部を示す図。
【図４】図１に示す一実施例を適用した金属管探傷装置
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図５】金属管磁性特性の違いによる検出肉厚の誤差を
示す図。
示す図。
【図６】本発明の金属管探傷方法を実践するための説明
図。
図。
【図７】本発明の金属管探傷方法による検出値の誤差を
示す図。
示す図。
【図８】従来例のリモートフィールド渦流センサを示す
図。
図。
６、６２、６３、６４、６５‥‥‥金属管 ６１‥‥‥基準金属管 ６ａ‥‥‥金属管の管軸 ７‥‥‥リモートフィールド渦流センサ（金属管探傷セ
ンサ） ８‥‥‥励磁コイル ９‥‥‥第１の受信コイル群 ９ａ‥‥‥第１の受信コイル １０‥‥‥第２の受信コイル群 １０ａ‥‥‥第２の受信コイル １１‥‥‥第３の受信コイル ｆ0‥‥‥励磁信号 ｄ‥‥‥肉厚 ｆ1、ｆ2、ｆ3‥‥‥測定信号
ンサ） ８‥‥‥励磁コイル ９‥‥‥第１の受信コイル群 ９ａ‥‥‥第１の受信コイル １０‥‥‥第２の受信コイル群 １０ａ‥‥‥第２の受信コイル １１‥‥‥第３の受信コイル ｆ0‥‥‥励磁信号 ｄ‥‥‥肉厚 ｆ1、ｆ2、ｆ3‥‥‥測定信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細原 靖治 神奈川県横浜市金沢区釜利谷南３丁目21番 ４−２号 (72)発明者 千葉 義一 茨城県取手市井野１丁目７番14号 (72)発明者 木下 明 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 秋田 政則 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 鷲見 隆 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 河部 俊英 広島県呉市西中央２丁目１番12号 株式会 社シーエックスアール内
Claims (3)
- 【請求項１】励磁信号が印加されることにより金属管に
リモートフィールド渦流を発生させる励磁コイルと、前
記励磁コイルから管軸方向に所定距離隔置され、前記金
属管の管軸方向に対してコイル軸線が直角に且つ前記金
属管の周方向に所定距離隔置して配設され前記リモート
フィールド渦流による受信信号を受信する複数の第１の
受信コイルを備えた第１の受信コイル群と、前記第１の
受信コイル群と所定距離隔置され、前記金属管の管軸方
向に対してコイル軸線が直角に且つ前記第１の受信コイ
ルと互いに千鳥状に配設され前記リモートフィールド渦
流による受信信号を受信する複数の第２の受信コイルを
備えた第２の受信コイル群と、前記金属管の管軸方向と
コイル軸線が同軸状に配設された第３の受信コイルとを
備えたことを特徴とする金属管探傷センサ。 - 【請求項２】励磁信号を励磁コイルに印加して健全な金
属管にリモートフィールド渦流を発生させ、前記リモー
トフィールド渦流による受信信号をコイル軸線が前記金
属管の管軸方向と同軸状に配設された第３の受信コイル
により受信し、前記第３の受信コイルからの検知信号と
前記励磁信号から特定位相差を予め検出し、前記金属管
の欠陥部の検出に際し、コイル軸線が前記金属管の管軸
方向に直角に配設された第１の受信コイル及び／または
第２の受信コイルで前記リモートフィールド渦流により
前記金属管の欠陥部に発生する前記金属管の管軸方向に
直角な受信信号を受信し、前記第１の受信コイル及び／
または第２の受信コイルからの測定信号と前記励磁信号
の位相差を検出し、前記位相差と前記特定位相差から前
記金属管の欠陥部の肉厚を検出することを特徴する金属
管探傷方法。 - 【請求項３】前記励磁信号を前記励磁コイルに印加して
種々の肉厚の基準金属管に前記リモートフィールド渦流
を発生させ、前記第３の受信コイルで前記リモートフィ
ールド渦流による受信信号を受信し、前記第３の受信コ
イルからの検知信号と前記励磁信号から前記基準金属管
の肉厚と基準位相差の関係を検出した後、前記基準金属
管の所定の肉厚と同じ肉厚の前記金属管の特定位相差を
検出し、前記特定位相差と前記基準位相差から前記金属
管の補正係数を検出した後、前記金属管の欠陥部の検出
を行ない、検出された位相差を前記補正係数で補正して
前記基準位相差に変換し、前記基準金属管の肉厚と基準
位相差の関係から前記金属管の欠陥部の肉厚を検出する
ことを特徴する請求項２記載の金属管探傷方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18010894A JP3428734B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 金属管探傷装置及び金属管探傷方法 |
| US08/506,759 US5623203A (en) | 1994-08-01 | 1995-07-26 | Remote field flaw sensor including an energizing coil, first and second receiving coil groups oriented perpendicular and a third receiving coil oriented parallel to pipe |
| CA002154905A CA2154905A1 (en) | 1994-08-01 | 1995-07-28 | Flaw sensor and flaw detection method for metal pipes |
| GB9515678A GB2291975B (en) | 1994-08-01 | 1995-07-31 | Flaw detector and flaw detection method for metal pipes |
| DE19528003A DE19528003A1 (de) | 1994-08-01 | 1995-07-31 | Schadstellendetektor für Metallrohre |
| FR9509294A FR2723170B1 (fr) | 1994-08-01 | 1995-07-31 | Detecteur et procede de detection de defauts pour des tuyaux en metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18010894A JP3428734B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 金属管探傷装置及び金属管探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843356A true JPH0843356A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3428734B2 JP3428734B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=16077569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18010894A Expired - Fee Related JP3428734B2 (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 金属管探傷装置及び金属管探傷方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5623203A (ja) |
| JP (1) | JP3428734B2 (ja) |
| CA (1) | CA2154905A1 (ja) |
| DE (1) | DE19528003A1 (ja) |
| FR (1) | FR2723170B1 (ja) |
| GB (1) | GB2291975B (ja) |
Cited By (3)
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| JP2010223938A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-10-07 | Sekisui Chem Co Ltd | 水道管探傷センサおよび水道管老朽度診断装置 |
| KR20180038470A (ko) * | 2015-07-28 | 2018-04-16 | 제텍 인크 | 에디 전류 검사 프로브용 드라이브 코일 |
Families Citing this family (48)
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| DE29608664U1 (de) * | 1996-05-13 | 1997-09-18 | Debnar Beinssen, Angelika, Dipl.-Ing., 20149 Hamburg | Vorrichtung zum Werkstoffprüfen einer metallischen Wand |
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