JPH0894586A - 渦流探傷装置 - Google Patents
渦流探傷装置Info
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- JPH0894586A JPH0894586A JP22693294A JP22693294A JPH0894586A JP H0894586 A JPH0894586 A JP H0894586A JP 22693294 A JP22693294 A JP 22693294A JP 22693294 A JP22693294 A JP 22693294A JP H0894586 A JPH0894586 A JP H0894586A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 交流磁気飽和によっても被探傷材の全面を探
傷し得る渦流探傷装置を提供する。 【構成】 ロール材Ｒの移送域には磁化装置１が配置し
てあり、磁化装置１の両磁極2a,2b の近傍にはそれぞ
れ、渦流探傷に係る信号を検出するプローブ4a，4bが配
設してある。プローブ4a，4bの検出信号は探傷装置６，
７からゲート８，９にそれぞれ入力される。ゲート８，
９はゲート信号発生器10から与えられたゲート信号と検
出信号とを乗算し、信号処理装置20の位相回路21，22に
与える。位相回路21，22は与えられた信号の位相を全て
一致させ、その内、プローブ4aに係る信号は遅延回路23
に与えられ、遅延時間ｔだけ遅延されて加算器24に与え
られる。加算器24にはプローブ4bに係る信号も与えられ
ており、加算器24は両信号を加算することによって探傷
方向に連続する信号を形成する。
傷し得る渦流探傷装置を提供する。 【構成】 ロール材Ｒの移送域には磁化装置１が配置し
てあり、磁化装置１の両磁極2a,2b の近傍にはそれぞ
れ、渦流探傷に係る信号を検出するプローブ4a，4bが配
設してある。プローブ4a，4bの検出信号は探傷装置６，
７からゲート８，９にそれぞれ入力される。ゲート８，
９はゲート信号発生器10から与えられたゲート信号と検
出信号とを乗算し、信号処理装置20の位相回路21，22に
与える。位相回路21，22は与えられた信号の位相を全て
一致させ、その内、プローブ4aに係る信号は遅延回路23
に与えられ、遅延時間ｔだけ遅延されて加算器24に与え
られる。加算器24にはプローブ4bに係る信号も与えられ
ており、加算器24は両信号を加算することによって探傷
方向に連続する信号を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁誘導によって被探
傷材に渦流電流を発生させて被探傷材を探傷する装置に
関する。
傷材に渦流電流を発生させて被探傷材を探傷する装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電流を通電した検出コイルを導電体
の被探傷材に近づけて被探傷材に渦流電流を発生させ、
被探傷材中の欠陥による渦流電流の変化を検出コイルの
インピーダンスの変化又は誘起電圧の変化等によって検
出して前記欠陥を探傷する渦流探傷装置がある。このよ
うな装置にあっては、被探傷材が強磁性体である場合、
該被探傷材の透磁率が不均一なため、検出信号中のノイ
ズが大きくなり検出感度が低下する。これを防止するた
め、被探傷材を予め磁気飽和して渦流探傷する装置が実
用化されている。
の被探傷材に近づけて被探傷材に渦流電流を発生させ、
被探傷材中の欠陥による渦流電流の変化を検出コイルの
インピーダンスの変化又は誘起電圧の変化等によって検
出して前記欠陥を探傷する渦流探傷装置がある。このよ
うな装置にあっては、被探傷材が強磁性体である場合、
該被探傷材の透磁率が不均一なため、検出信号中のノイ
ズが大きくなり検出感度が低下する。これを防止するた
め、被探傷材を予め磁気飽和して渦流探傷する装置が実
用化されている。
【０００３】図４は特開平 3−84451 号公報に記載され
た従来の渦流探傷装置を示すブロック図であり、図中Ｓ
は鋼管の被探傷材である。被探傷材Ｓの両端には電極4
1，41が被探傷材Ｓに着脱可能に配置してあり、電極4
1，41には出力電流が可変である交流電源42が接続して
ある。そして交流電源42から被探傷材Ｓの両端に装着し
た電極41，41に例えば３Ａの交流電流を通電して被探傷
材Ｓをその周方向に交流磁化した後、交流電源42の電流
を５秒間の間で０Ａまで徐々に低下させることによっ
て、被探傷材Ｓの周方向の磁気力を低下させ、被探傷材
Ｓの微小領域の磁気力を長手方向に揃える。
た従来の渦流探傷装置を示すブロック図であり、図中Ｓ
は鋼管の被探傷材である。被探傷材Ｓの両端には電極4
1，41が被探傷材Ｓに着脱可能に配置してあり、電極4
1，41には出力電流が可変である交流電源42が接続して
ある。そして交流電源42から被探傷材Ｓの両端に装着し
た電極41，41に例えば３Ａの交流電流を通電して被探傷
材Ｓをその周方向に交流磁化した後、交流電源42の電流
を５秒間の間で０Ａまで徐々に低下させることによっ
て、被探傷材Ｓの周方向の磁気力を低下させ、被探傷材
Ｓの微小領域の磁気力を長手方向に揃える。
【０００４】微小領域の磁気力がその長手方向に揃えら
れた被探傷材Ｓは、該被探傷材Ｓの移送方向に所定距離
を隔てて配置された磁化コイル43，43及び磁化コイル4
3，43の間に同軸的に配置された検出コイル44，44内に
装入される。磁化コイル43，43には直流電源（図示せ
ず）が接続してあり、両磁化コイル43，43によって被探
傷材Ｓはその長手方向に直流磁気飽和される。
れた被探傷材Ｓは、該被探傷材Ｓの移送方向に所定距離
を隔てて配置された磁化コイル43，43及び磁化コイル4
3，43の間に同軸的に配置された検出コイル44，44内に
装入される。磁化コイル43，43には直流電源（図示せ
ず）が接続してあり、両磁化コイル43，43によって被探
傷材Ｓはその長手方向に直流磁気飽和される。
【０００５】検出コイル44，44は探傷装置50のブリッジ
回路52に接続してある。探傷装置50は発振器51を備え、
発振器51から出力される信号はブリッジ回路52を介して
検出コイル44，44及び位相転換器55へ出力されるように
なっている。検出コイル44，44は自動平衡器53にて電圧
が常時平衡状態に維持されているブリッジ回路52に接続
されており、直流磁気飽和された被探傷材Ｓを自己比較
法によって探傷する。即ち、検出コイル44，44はそのい
ずれかが被探傷材Ｓの疵、或いは肉厚変動部分等と対向
すると平衡状態が崩れ、その差に応じた欠陥信号，雑音
信号を含む検出信号が出力され、増幅器54にて増幅され
て前記自動平衡器53，同期検波回路57及びバランスメー
タ56へ出力される。同期検波回路57は入力された信号の
位相を位相転換器55から入力される０°，90°の成分を
検波し、直交軸に平面ベクトルとしてこれを表示器58に
表示させると共に、フィルタ回路59へ出力するようにな
っている。
回路52に接続してある。探傷装置50は発振器51を備え、
発振器51から出力される信号はブリッジ回路52を介して
検出コイル44，44及び位相転換器55へ出力されるように
なっている。検出コイル44，44は自動平衡器53にて電圧
が常時平衡状態に維持されているブリッジ回路52に接続
されており、直流磁気飽和された被探傷材Ｓを自己比較
法によって探傷する。即ち、検出コイル44，44はそのい
ずれかが被探傷材Ｓの疵、或いは肉厚変動部分等と対向
すると平衡状態が崩れ、その差に応じた欠陥信号，雑音
信号を含む検出信号が出力され、増幅器54にて増幅され
て前記自動平衡器53，同期検波回路57及びバランスメー
タ56へ出力される。同期検波回路57は入力された信号の
位相を位相転換器55から入力される０°，90°の成分を
検波し、直交軸に平面ベクトルとしてこれを表示器58に
表示させると共に、フィルタ回路59へ出力するようにな
っている。
【０００６】フィルタ回路59はハイパスフィルタにて構
成されており、検出信号のうち雑音信号を消去した欠陥
信号を通過させるように設定した所定の周波数以上の信
号のみを通過させて判定器60へ出力する。判定器60には
閾値が予め設定してあり、判定器60は該閾値及び入力さ
れた信号に基づいて欠陥か否かを判断する。
成されており、検出信号のうち雑音信号を消去した欠陥
信号を通過させるように設定した所定の周波数以上の信
号のみを通過させて判定器60へ出力する。判定器60には
閾値が予め設定してあり、判定器60は該閾値及び入力さ
れた信号に基づいて欠陥か否かを判断する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら直流磁気
飽和を利用して渦流探傷を行う従来の装置にあっては、
次のような問題があった。図５は直流磁場の強度と被探
傷材の磁束密度との関係を示すグラフである。移送され
ている被探傷材は、図５の如く、磁化コイルに近づくに
つれて直流磁場強度が強くなり、その磁束密度は初磁化
曲線Ｉに沿って増大し、所定の磁場強度以上では被探傷
材の磁束密度が増大しない磁気飽和の状態になる。この
状態で渦流探傷した後、磁化コイルから移送されていく
につれて磁場強度は弱くなるが、被探傷材の磁束密度は
曲線ＩＩのように減少し、磁場強度が０になっても被探
傷材の磁束密度は値Ｂｒだけ残存している。即ち、被探
傷材は着磁する。
飽和を利用して渦流探傷を行う従来の装置にあっては、
次のような問題があった。図５は直流磁場の強度と被探
傷材の磁束密度との関係を示すグラフである。移送され
ている被探傷材は、図５の如く、磁化コイルに近づくに
つれて直流磁場強度が強くなり、その磁束密度は初磁化
曲線Ｉに沿って増大し、所定の磁場強度以上では被探傷
材の磁束密度が増大しない磁気飽和の状態になる。この
状態で渦流探傷した後、磁化コイルから移送されていく
につれて磁場強度は弱くなるが、被探傷材の磁束密度は
曲線ＩＩのように減少し、磁場強度が０になっても被探
傷材の磁束密度は値Ｂｒだけ残存している。即ち、被探
傷材は着磁する。
【０００８】被探傷材が着磁すると鉄粉付着等の問題が
生じるため、従来の装置にあっては磁化コイルの下流に
脱磁装置を配置しなければならない。そのため装置コス
トが増大し、また広い設置スペースを要するという問題
があった。また被探傷材の厚さが増大するに従って磁気
飽和に必要な起磁力が増大するため、磁化コイルを大型
化しなければならず、装置コスト及び設置スペースが増
大する。
生じるため、従来の装置にあっては磁化コイルの下流に
脱磁装置を配置しなければならない。そのため装置コス
トが増大し、また広い設置スペースを要するという問題
があった。また被探傷材の厚さが増大するに従って磁気
飽和に必要な起磁力が増大するため、磁化コイルを大型
化しなければならず、装置コスト及び設置スペースが増
大する。
【０００９】この問題を解決するには、被探傷材を交流
磁場で磁気飽和することが考えられる。この場合、周期
的に極性が異なる磁場で磁化されるため、前述した如き
着磁は生じず脱磁装置が不要である。また、交流磁場に
あっては表皮効果によって磁場が被探傷材の表面近傍で
大きくなるため、例えば表面欠陥を探傷する場合は、被
探傷材の厚さが増大しても小さい起磁力で探傷し得る。
しかし、交流磁場を用いる場合、次に示すように被探傷
材の未磁気飽和領域が発生するため、実用に供すること
は不可能であった。
磁場で磁気飽和することが考えられる。この場合、周期
的に極性が異なる磁場で磁化されるため、前述した如き
着磁は生じず脱磁装置が不要である。また、交流磁場に
あっては表皮効果によって磁場が被探傷材の表面近傍で
大きくなるため、例えば表面欠陥を探傷する場合は、被
探傷材の厚さが増大しても小さい起磁力で探傷し得る。
しかし、交流磁場を用いる場合、次に示すように被探傷
材の未磁気飽和領域が発生するため、実用に供すること
は不可能であった。
【００１０】図６は磁化コイルに与える交流電圧の波形
図であり、縦軸は電圧を示しており、横軸は時間を示し
ている。磁化コイル与える交流電圧は、図６の如きサイ
ンカーブで経時的に変化しており、所要の電圧Ｖt （−
Ｖt ）より大きい（小さい）電圧領域で被探傷材が磁気
飽和される。従って、電圧Ｖt 〜（−Ｖt ）間では被探
傷材は磁気飽和されない。
図であり、縦軸は電圧を示しており、横軸は時間を示し
ている。磁化コイル与える交流電圧は、図６の如きサイ
ンカーブで経時的に変化しており、所要の電圧Ｖt （−
Ｖt ）より大きい（小さい）電圧領域で被探傷材が磁気
飽和される。従って、電圧Ｖt 〜（−Ｖt ）間では被探
傷材は磁気飽和されない。
【００１１】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは一対の磁極によって
被探傷材を交流磁気飽和し、磁気飽和した領域に係る検
出信号を抽出して加え合わせることによって、交流磁気
飽和によっても被探傷材の全面を探傷し得る渦流探傷装
置を提供することにある。
であって、その目的とするところは一対の磁極によって
被探傷材を交流磁気飽和し、磁気飽和した領域に係る検
出信号を抽出して加え合わせることによって、交流磁気
飽和によっても被探傷材の全面を探傷し得る渦流探傷装
置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る渦流探傷
装置は、被探傷材の移送域に電磁石が配置してあり、該
電磁石に備えられた一対の磁極で前記被探傷材を磁気飽
和させ、前記電磁石の近傍に配置した検出コイルで被探
傷材の欠陥を渦流探傷する装置において、前記検出コイ
ルは両磁極にそれぞれ配置してあり、前記電磁石を励磁
する交流電源の電圧が所定値以上のときにゲート信号を
発生するゲート信号発生回路と、前記ゲート信号に基づ
いて各検出コイルが検出した検出信号をそれぞれ通過さ
せるゲートと、各ゲートの通過信号を入力し、通過信号
の位相及びそのタイミングを調整して加算する処理を行
う信号処理部とを備えることを特徴とする。
装置は、被探傷材の移送域に電磁石が配置してあり、該
電磁石に備えられた一対の磁極で前記被探傷材を磁気飽
和させ、前記電磁石の近傍に配置した検出コイルで被探
傷材の欠陥を渦流探傷する装置において、前記検出コイ
ルは両磁極にそれぞれ配置してあり、前記電磁石を励磁
する交流電源の電圧が所定値以上のときにゲート信号を
発生するゲート信号発生回路と、前記ゲート信号に基づ
いて各検出コイルが検出した検出信号をそれぞれ通過さ
せるゲートと、各ゲートの通過信号を入力し、通過信号
の位相及びそのタイミングを調整して加算する処理を行
う信号処理部とを備えることを特徴とする。
【００１３】第２発明に係る渦流探傷装置は、第１発明
において、前記磁極の間の距離は、両磁極によって被探
傷材が磁気飽和される幅に基づいて決定してあることを
特徴とする。
において、前記磁極の間の距離は、両磁極によって被探
傷材が磁気飽和される幅に基づいて決定してあることを
特徴とする。
【００１４】第３発明に係る渦流探傷装置は、第１発明
において、前記信号処理部は、各ゲートから入力した通
過信号の位相を一致させる位相回路と、一方の検出コイ
ルに係る前記通過信号を予め設定した遅延時間だけ遅延
させる遅延回路と、該遅延回路の出力信号と他方の検出
コイルに係る前記通過信号とを加算する加算器とを具備
することを特徴とする。
において、前記信号処理部は、各ゲートから入力した通
過信号の位相を一致させる位相回路と、一方の検出コイ
ルに係る前記通過信号を予め設定した遅延時間だけ遅延
させる遅延回路と、該遅延回路の出力信号と他方の検出
コイルに係る前記通過信号とを加算する加算器とを具備
することを特徴とする。
【００１５】第４発明に係る渦流探傷装置は、第３発明
において、前記遅延時間は、前記電磁石によって被探傷
材が磁気飽和される時間に基づいて設定してあることを
特徴とする。
において、前記遅延時間は、前記電磁石によって被探傷
材が磁気飽和される時間に基づいて設定してあることを
特徴とする。
【００１６】
【作用】第１発明の渦流探傷装置にあっては、被探傷材
の移送域に一対の磁極を備える電磁石が配置してあり、
該電磁石は交流電源の励磁によって被探傷材を交流磁気
飽和する。両磁極の近傍には被探傷材の欠陥に係る信号
を検出する検出コイルがそれぞれ配設されている。
の移送域に一対の磁極を備える電磁石が配置してあり、
該電磁石は交流電源の励磁によって被探傷材を交流磁気
飽和する。両磁極の近傍には被探傷材の欠陥に係る信号
を検出する検出コイルがそれぞれ配設されている。
【００１７】検出コイルが出力した検出信号は、各検出
コイルに対応して設けられたゲートに各別に与えられ
る。ゲートにはゲート信号発生回路から、交流電源の電
圧が所定値以上のときにゲート信号が与えられるように
なっており、各ゲートは各検出信号がゲート信号を通過
した通過信号を出力する。ゲートが出力した通過信号は
信号処理装置に入力され、信号処理装置は入力した通過
信号の位相及び加算するタイミングを調整した後にそれ
ぞれを加算する処理を行う。これによって交流磁気飽和
であっても被探傷材の全面を渦流探傷することが可能に
なる。
コイルに対応して設けられたゲートに各別に与えられ
る。ゲートにはゲート信号発生回路から、交流電源の電
圧が所定値以上のときにゲート信号が与えられるように
なっており、各ゲートは各検出信号がゲート信号を通過
した通過信号を出力する。ゲートが出力した通過信号は
信号処理装置に入力され、信号処理装置は入力した通過
信号の位相及び加算するタイミングを調整した後にそれ
ぞれを加算する処理を行う。これによって交流磁気飽和
であっても被探傷材の全面を渦流探傷することが可能に
なる。
【００１８】第２発明の渦流探傷装置にあっては、磁極
の間の距離Ｌは、両磁極によって被探傷材が磁気飽和さ
れる幅ｗに基づいて次のように決定してある。いま、交
流電源の最大出力の７０％以上で被探傷材が磁気飽和さ
れるとすると、ｓｉｎ（４５°）＝ｓｉｎ（１３５°）
＝０．７０５であるため、例えば０°≦ωｔ≦１８０°
の範囲では、４５°〜１３５°は磁気飽和されており、
０°〜４５°及び１３５°〜１８０°磁気飽和されてい
ない。つまり、磁気飽和領域と不飽和領域との比は１：
１であり、このとき定数ａは０．５である。また、被探
傷材が磁気飽和される時間τは電磁石を励磁する交流電
流の周波数ｆ及び定数ａから次の（１）式で表され、移
送されている被探傷材における磁気飽和領域の幅ｗは時
間τと被探傷材と検出コイルとの相対速度ｖとの積であ
る次の（２）式で表される。 τ＝１／（ｆ／ａ） …（１） ｗ＝ｖτ …（２）
の間の距離Ｌは、両磁極によって被探傷材が磁気飽和さ
れる幅ｗに基づいて次のように決定してある。いま、交
流電源の最大出力の７０％以上で被探傷材が磁気飽和さ
れるとすると、ｓｉｎ（４５°）＝ｓｉｎ（１３５°）
＝０．７０５であるため、例えば０°≦ωｔ≦１８０°
の範囲では、４５°〜１３５°は磁気飽和されており、
０°〜４５°及び１３５°〜１８０°磁気飽和されてい
ない。つまり、磁気飽和領域と不飽和領域との比は１：
１であり、このとき定数ａは０．５である。また、被探
傷材が磁気飽和される時間τは電磁石を励磁する交流電
流の周波数ｆ及び定数ａから次の（１）式で表され、移
送されている被探傷材における磁気飽和領域の幅ｗは時
間τと被探傷材と検出コイルとの相対速度ｖとの積であ
る次の（２）式で表される。 τ＝１／（ｆ／ａ） …（１） ｗ＝ｖτ …（２）
【００１９】図３は、本発明に係る渦流探傷装置の磁極
及び被探傷材の相対位置と被探傷材の磁気飽和領域との
関係を示す関係図である。被探傷材Ｓに対向し、探傷方
向に距離Ｌを隔てて磁極2a，2bが配置してある。いま、
被探傷材Ｓの領域Ａにおいて磁極2aによって交流磁気飽
和が開始されるタイミングをｔ0 ，被探傷材Ｓと磁極2
a，2bとの相対速度ｖとすると、前述した如くｔ0 〜
（ｔ0 ＋τ）の間、即ち幅ｗの領域だけ被探傷材Ｓが交
流磁気飽和され、それに続く（ｔ0 ＋τ）〜（ｔ0＋２
τ）の間は、磁極2aによって被探傷材Ｓは交流磁気飽和
されない。このように、磁極2aは幅ｗだけ離隔して領域
Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈ，…の順に被探傷材Ｓを交流磁気飽和す
る。同様に、磁極2bも幅ｗだけ離隔して領域Ａ，Ｃ，
Ｅ，…の順に被探傷材Ｓを交流磁気飽和する。そして、
図３から明らかな如く、磁極2a，2b間の距離Ｌが幅ｗの
３倍以上である場合、領域Ａ，Ｃ，Ｅ，…、及び領域
Ｂ，Ｄ，Ｆ，…によって、被探傷材Ｓの全面が交流磁気
飽和される。
及び被探傷材の相対位置と被探傷材の磁気飽和領域との
関係を示す関係図である。被探傷材Ｓに対向し、探傷方
向に距離Ｌを隔てて磁極2a，2bが配置してある。いま、
被探傷材Ｓの領域Ａにおいて磁極2aによって交流磁気飽
和が開始されるタイミングをｔ0 ，被探傷材Ｓと磁極2
a，2bとの相対速度ｖとすると、前述した如くｔ0 〜
（ｔ0 ＋τ）の間、即ち幅ｗの領域だけ被探傷材Ｓが交
流磁気飽和され、それに続く（ｔ0 ＋τ）〜（ｔ0＋２
τ）の間は、磁極2aによって被探傷材Ｓは交流磁気飽和
されない。このように、磁極2aは幅ｗだけ離隔して領域
Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈ，…の順に被探傷材Ｓを交流磁気飽和す
る。同様に、磁極2bも幅ｗだけ離隔して領域Ａ，Ｃ，
Ｅ，…の順に被探傷材Ｓを交流磁気飽和する。そして、
図３から明らかな如く、磁極2a，2b間の距離Ｌが幅ｗの
３倍以上である場合、領域Ａ，Ｃ，Ｅ，…、及び領域
Ｂ，Ｄ，Ｆ，…によって、被探傷材Ｓの全面が交流磁気
飽和される。
【００２０】第３及び第４発明の渦流探傷装置にあって
は、信号処理装置は、探傷方向の上流に配置された検出
コイルに係る通過信号を所定遅延時間だけ遅延させる遅
延回路を具備する。この遅延時間ｔは前述した被探傷材
が磁気飽和される時間τに基づいて設定してある。
は、信号処理装置は、探傷方向の上流に配置された検出
コイルに係る通過信号を所定遅延時間だけ遅延させる遅
延回路を具備する。この遅延時間ｔは前述した被探傷材
が磁気飽和される時間τに基づいて設定してある。
【００２１】例えば前述した図３のような場合、探傷方
向の下流に配置された磁極2bの領域Ａに隣接する領域Ｂ
は、探傷方向の上流に配置された磁極2aによって、３τ
時間前に交流磁気飽和され渦流探傷されている。従っ
て、探傷方向の上流に配置された検出コイルに係るゲー
トの出力信号をその時間だけ遅延させ、探傷方向の下流
に配置された検出コイルに係るゲートの出力信号に加算
することによって、探傷方向に連続的な信号が得られ
る。
向の下流に配置された磁極2bの領域Ａに隣接する領域Ｂ
は、探傷方向の上流に配置された磁極2aによって、３τ
時間前に交流磁気飽和され渦流探傷されている。従っ
て、探傷方向の上流に配置された検出コイルに係るゲー
トの出力信号をその時間だけ遅延させ、探傷方向の下流
に配置された検出コイルに係るゲートの出力信号に加算
することによって、探傷方向に連続的な信号が得られ
る。
【００２２】一方、検出信号は電磁石が正極であるとき
と負極であるときとではその位相が逆であるため、各ゲ
ートからの入力信号は位相回路によってその位相を一致
させる。
と負極であるときとではその位相が逆であるため、各ゲ
ートからの入力信号は位相回路によってその位相を一致
させる。
【００２３】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る渦流探傷装置
の要部を示す正面図及び信号処理系のブロック図であ
り、図中Ｒは被探傷材のロール材である。ロール材Ｒは
螺進移送されており、その移送域にはロール材Ｒを交流
磁気飽和する磁化装置１が配置してある。磁化装置１は
コ字状のコア２と、該コア２の中央部に巻回されたコイ
ル３とを備えており、コア１両端の磁極2a，2bがロール
材Ｒの周方向に所定距離を隔てて、その周面と対向する
ように配置してある。磁化装置１のコイル３には交流電
源５が接続してあり、商用周波数（５０〜６０Ｈｚ）の
磁化電力が供給されるようになっている。
て具体的に説明する。図１は本発明に係る渦流探傷装置
の要部を示す正面図及び信号処理系のブロック図であ
り、図中Ｒは被探傷材のロール材である。ロール材Ｒは
螺進移送されており、その移送域にはロール材Ｒを交流
磁気飽和する磁化装置１が配置してある。磁化装置１は
コ字状のコア２と、該コア２の中央部に巻回されたコイ
ル３とを備えており、コア１両端の磁極2a，2bがロール
材Ｒの周方向に所定距離を隔てて、その周面と対向する
ように配置してある。磁化装置１のコイル３には交流電
源５が接続してあり、商用周波数（５０〜６０Ｈｚ）の
磁化電力が供給されるようになっている。
【００２４】前述した磁極2a，2b間の距離Ｌは、磁化電
力の周波数ｆ及びロール材Ｒと磁化装置１との相対速度
ｖに基づいて次の（３）式によって決定してある。 Ｌ＝ｖ／（ｆ／ａ）×３ …（３） 但し、ａ：電源電圧に対する設定値に基づいて決定され
る定数 なお、定数ａは交流電源５の最大出力の７０％以上でロ
ール材Ｒが交流磁気飽和されるとすると、定数ａ＝０．
５である。
力の周波数ｆ及びロール材Ｒと磁化装置１との相対速度
ｖに基づいて次の（３）式によって決定してある。 Ｌ＝ｖ／（ｆ／ａ）×３ …（３） 但し、ａ：電源電圧に対する設定値に基づいて決定され
る定数 なお、定数ａは交流電源５の最大出力の７０％以上でロ
ール材Ｒが交流磁気飽和されるとすると、定数ａ＝０．
５である。
【００２５】磁化装置１の両磁極2a,2b の近傍にはそれ
ぞれ、渦流探傷に係る信号を検出するプローブ4a，4bが
配設してあり、プローブ4a，4bは発振器，ブリッジ回
路，フィルタ等を備える探傷装置６，７に連結してあ
る。探傷装置６，７はプローブ4a，4bを用いて交流磁気
飽和されたロール材Ｒを例えば自己比較法によって探傷
し欠陥信号，雑音信号を含む検出信号を出力する。探傷
装置６，７から出力された検出信号はゲート８，９にそ
れぞれ入力される。
ぞれ、渦流探傷に係る信号を検出するプローブ4a，4bが
配設してあり、プローブ4a，4bは発振器，ブリッジ回
路，フィルタ等を備える探傷装置６，７に連結してあ
る。探傷装置６，７はプローブ4a，4bを用いて交流磁気
飽和されたロール材Ｒを例えば自己比較法によって探傷
し欠陥信号，雑音信号を含む検出信号を出力する。探傷
装置６，７から出力された検出信号はゲート８，９にそ
れぞれ入力される。
【００２６】前述した交流電源５はゲート信号発生回路
10にも磁化電力を供給するようになっており、ゲート発
生回路10は例えば磁化電力の最大電圧の７０％以上でゲ
ートを開くゲート信号を発生し、それをゲート８，９に
与える。ゲート８，９はゲート信号に基づいて、ロール
材Ｒの交流磁気飽和された部分に係る検出信号のみが通
過された通過信号を信号処理装置20の位相回路21，22に
与える。
10にも磁化電力を供給するようになっており、ゲート発
生回路10は例えば磁化電力の最大電圧の７０％以上でゲ
ートを開くゲート信号を発生し、それをゲート８，９に
与える。ゲート８，９はゲート信号に基づいて、ロール
材Ｒの交流磁気飽和された部分に係る検出信号のみが通
過された通過信号を信号処理装置20の位相回路21，22に
与える。
【００２７】位相回路21，22は、逆位相の信号を反転す
ることによって通過信号の位相を全て一致させる。位相
回路21，22の出力信号の内、ロール材Ｒの探傷方向の上
流に配置されたプローブ4aに係るものは遅延回路23に与
えられる。遅延回路23には、磁化電力の周波数ｆ及び前
述した定数ａに基づいて次の（４）式で求められる遅延
時間ｔが予め設定してあり、遅延回路23は位相回路21か
らの入力信号を遅延時間ｔだけ遅延させて加算器24に与
える。 ｔ＝３／（ｆ／ａ） …（４）
ることによって通過信号の位相を全て一致させる。位相
回路21，22の出力信号の内、ロール材Ｒの探傷方向の上
流に配置されたプローブ4aに係るものは遅延回路23に与
えられる。遅延回路23には、磁化電力の周波数ｆ及び前
述した定数ａに基づいて次の（４）式で求められる遅延
時間ｔが予め設定してあり、遅延回路23は位相回路21か
らの入力信号を遅延時間ｔだけ遅延させて加算器24に与
える。 ｔ＝３／（ｆ／ａ） …（４）
【００２８】加算器24には位相回路21，22の出力信号の
内、ロール材Ｒの探傷方向の下流に配置されたプローブ
4bに係るものも与えられており、加算器24は両信号を加
算することによって探傷方向に連続する信号を形成し、
それを判定器30に与える。判定器30には閾値が予め設定
してあり、判定器30は入力した信号に閾値以上の強度の
ものが存在するとき欠陥であると判断する。
内、ロール材Ｒの探傷方向の下流に配置されたプローブ
4bに係るものも与えられており、加算器24は両信号を加
算することによって探傷方向に連続する信号を形成し、
それを判定器30に与える。判定器30には閾値が予め設定
してあり、判定器30は入力した信号に閾値以上の強度の
ものが存在するとき欠陥であると判断する。
【００２９】図２は図１の磁化装置及びプローブの他の
例を示す模式的斜視図であり、探傷幅を広くしたもので
ある。磁化装置１のコア12は探傷方向と直交する方向の
寸法を大きくしてあり、磁化装置１の両磁極12a ，12b
の近傍には探傷方向と直交する方向に複数のプローブ4a
1 ，4a2 ，…，4b1 ，4b2 ，…が配列してある。これに
よって、被探傷材の探傷幅が広くなり、探傷効率が向上
する。
例を示す模式的斜視図であり、探傷幅を広くしたもので
ある。磁化装置１のコア12は探傷方向と直交する方向の
寸法を大きくしてあり、磁化装置１の両磁極12a ，12b
の近傍には探傷方向と直交する方向に複数のプローブ4a
1 ，4a2 ，…，4b1 ，4b2 ，…が配列してある。これに
よって、被探傷材の探傷幅が広くなり、探傷効率が向上
する。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述した如く、第１発明に係る渦流
探傷装置にあっては、交流磁気飽和によって被探傷材の
全面を渦流探傷し得るため、脱磁装置が不要であり磁化
装置を小型化することができ、装置コストの低減及び設
置スペースの縮小が図れる。
探傷装置にあっては、交流磁気飽和によって被探傷材の
全面を渦流探傷し得るため、脱磁装置が不要であり磁化
装置を小型化することができ、装置コストの低減及び設
置スペースの縮小が図れる。
【００３１】第２発明に係る渦流探傷装置にあっては、
磁極間の距離が被探傷材と検出コイルとの相対速度，電
磁石に与えられる交流電流の周波数及び交流電源出力に
対する設定値に基づいて決定される定数に基づいて設定
してあるため、被探傷材をその探傷順に順次交流磁気飽
和して、結果的に被探傷材の全面を交流磁気飽和し得
る。
磁極間の距離が被探傷材と検出コイルとの相対速度，電
磁石に与えられる交流電流の周波数及び交流電源出力に
対する設定値に基づいて決定される定数に基づいて設定
してあるため、被探傷材をその探傷順に順次交流磁気飽
和して、結果的に被探傷材の全面を交流磁気飽和し得
る。
【００３２】第３及び第４発明に係る渦流探傷装置にあ
っては、その探傷順に順次交流磁気飽和された被探傷材
の渦流探傷結果が、探傷方向に連続的な結果となり、欠
陥位置の判断等が容易になる等、本発明は優れた効果を
奏する。
っては、その探傷順に順次交流磁気飽和された被探傷材
の渦流探傷結果が、探傷方向に連続的な結果となり、欠
陥位置の判断等が容易になる等、本発明は優れた効果を
奏する。
【図１】本発明に係る渦流探傷装置の要部を示す正面図
及び信号処理系のブロック図である。
及び信号処理系のブロック図である。
【図２】図１の磁化装置及びプローブの他の例を示す模
式的斜視図である。
式的斜視図である。
【図３】本発明に係る渦流探傷装置の磁極及び被探傷材
の相対位置と被探傷材の磁気飽和領域との関係を示す関
係図である。
の相対位置と被探傷材の磁気飽和領域との関係を示す関
係図である。
【図４】従来の渦流探傷装置を示すブロック図である。
【図５】直流磁場の強度と被探傷材の磁束密度との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図６】磁化コイルに与える交流電圧の波形図である。
１ 磁化装置 ２ コア ２ａ 磁極 ２ｂ 磁極 ３ コイル ４ 検出コイル ５ 交流電源 ６，７ 探傷装置 ８，９ ゲート １０ ゲート信号発生器 ２０ 信号処理装置 ２１，２２ 位相回路 ２３ 遅延回路 ２４ 加算器 Ｒ ロール材
Claims (4)
- 【請求項１】 被探傷材の移送域に電磁石が配置してあ
り、該電磁石に備えられた一対の磁極で前記被探傷材を
磁気飽和させ、前記電磁石の近傍に配置した検出コイル
で被探傷材の欠陥を渦流探傷する装置において、 前記検出コイルは両磁極にそれぞれ配置してあり、前記
電磁石を励磁する交流電源の電圧が所定値以上のときに
ゲート信号を発生するゲート信号発生回路と、前記ゲー
ト信号に基づいて各検出コイルが検出した検出信号をそ
れぞれ通過させるゲートと、各ゲートの通過信号を入力
し、通過信号の位相及びそのタイミングを調整して加算
する処理を行う信号処理部とを備えることを特徴とする
渦流探傷装置。 - 【請求項２】 前記磁極の間の距離は、両磁極によって
被探傷材が磁気飽和される幅に基づいて決定してある請
求項１記載の渦流探傷装置。 - 【請求項３】 前記信号処理部は、各ゲートから入力し
た通過信号の位相を一致させる位相回路と、一方の検出
コイルに係る前記通過信号を予め設定した遅延時間だけ
遅延させる遅延回路と、該遅延回路の出力信号と他方の
検出コイルに係る前記通過信号とを加算する加算器とを
具備する請求項１記載の渦流探傷装置。 - 【請求項４】 前記遅延時間は、前記磁極によって被探
傷材が磁気飽和される時間に基づいて設定してある請求
項３記載の渦流探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22693294A JPH0894586A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 渦流探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22693294A JPH0894586A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 渦流探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894586A true JPH0894586A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16852870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22693294A Pending JPH0894586A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 渦流探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0894586A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010646A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 鋼管内面劣化検知方法およびその装置 |
| JP2007187551A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Jfe Steel Kk | 磁性体の複素磁気特性測定装置および結晶粒径測定方法 |
| JP2008309573A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| KR101312296B1 (ko) * | 2011-06-16 | 2013-09-27 | (주)레이나 | 와전류 어레이 센서를 이용한 결함 탐상 방법 |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP22693294A patent/JPH0894586A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010646A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 鋼管内面劣化検知方法およびその装置 |
| JP4698174B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2011-06-08 | 東京電力株式会社 | 鋼管内面劣化検知方法およびその装置 |
| JP2007187551A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Jfe Steel Kk | 磁性体の複素磁気特性測定装置および結晶粒径測定方法 |
| JP4736811B2 (ja) * | 2006-01-13 | 2011-07-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 磁性体の複素透磁率測定装置の脚部間隔決定方法 |
| JP2008309573A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| KR101312296B1 (ko) * | 2011-06-16 | 2013-09-27 | (주)레이나 | 와전류 어레이 센서를 이용한 결함 탐상 방법 |
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