JPH09152423A - 渦流探傷用プローブコイル - Google Patents

渦流探傷用プローブコイル

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JPH09152423A
JPH09152423A JP7314307A JP31430795A JPH09152423A JP H09152423 A JPH09152423 A JP H09152423A JP 7314307 A JP7314307 A JP 7314307A JP 31430795 A JP31430795 A JP 31430795A JP H09152423 A JPH09152423 A JP H09152423A
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JP
Japan
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coil
detection
probe
quadrant
quadrants
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Application number
JP7314307A
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English (en)
Inventor
Ryuzo Yamada
龍三 山田
Katsuhiro Kojima
勝洋 小島
Fumitaka Yoshimura
文孝 吉村
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延鋼材のロール疵だけでなくコーナー疵も
検出できるマルチチャンネル用に適した渦流探傷用プロ
ーブコイルを提供する。 【解決手段】 検出コイルを、プローブの中心を原点と
する平面の象限を4分割し、該象限の対象な位置に形成
する(B)。これにより、圧延鋼材のX軸方向に伸びる
ロール疵も、Y軸方向に伸びるコーナー疵も検出するこ
とができる。なお、従来のように半円形を対面させたコ
イルでは、(C),(D)に示す様に、いずれかの方向
の疵しか検出できない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、渦流探傷用プロー
ブコイルに関する。
【0002】
【従来の技術】渦流探傷用プローブコイルには、例え
ば、相互誘導自己比較型(以降、相互誘導型という)コ
イル、自己誘導自己比較型(以降、自己誘導型という)
コイル等が用いられている。
【0003】前記相互誘導型コイルは、図16に示すよ
うに、下方中央部に切欠部のついたコア100を用いて
いる。該コア100の上部の切欠部のない部分に励磁コ
イル111を巻つけ、下部の切欠部を有する部分に検出
コイル112の導線が巻き付けられている。
【0004】このプローブコイルによると、図17
(A)に示すように、コア110の切欠方向(矢印方
向)の疵に対しての感度は高いものの、(B)に示すよ
うに、コア110の切欠に対して直交する方向(矢印方
向)に対しての感度が殆どない。したがって、1方向の
疵しか検出できないという欠点がある。
【0005】ところが、圧延鋼材では、ロール方向(X
軸)に延びるだけでなく、これとほぼ直交する(Y軸)
方向のコーナー疵も検出する必要がある。このため、従
来のプローブコイルでは、例えば、X軸方向の疵のみを
対象として検出を行なっている。なお、X軸の疵とY軸
方向の疵を一度に検出する方式もある。その方式とし
て、検出コイル1個をX軸方向に向けて配置し、もう1
個の検出コイルを90度向きを変えて直交方向に配置
し、2個のコイルを1組として設けた方式がある。又、
検出コイルの数を少なくするために検出コイル自体を回
転させながら移動させる方式もある。この回転させる方
法では、コイルの向のタイミングによっては何れかの方
向の疵を検出しそこなうことがある。さらに、工程が複
雑になったり、或は、コイルを回転させるための回転装
置を要し、装置が大がかりになるという欠点がある。特
にマルチチャンネル渦流探傷装置では、各プローブコイ
ルを回転させるのは困難なためこの方法を用いることが
できない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はいろ
んな方向に延びた疵をどちらも検出できる渦流探傷用プ
ローブコイルの提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】上記目的を達成するためになされた本発明の
渦流探傷用プローブコイルは、プローブの中心を原点と
する平面の象限を4分割し、該象限の対象な位置に検出
コイルを形成してなることを特徴とする。
【0008】相互誘導型コイルの場合、励磁コイルと検
出コイルと別々に作製するので必ずしも同じコイルパタ
ーンをしていなくともよいが、自己誘導型の場合は励磁
コイルと検出コイルと1個のコイルで形成するので同じ
コイルパターンをしていなくてはならない。
【0009】例えば、第1象限と第3象限、あるいは第
2象限と第4象限に検出コイルを形成する。これによ
り、X軸方向もY軸方向も同じような感度で検出が可能
となる。従って、このプローブコイルを多数並べてマル
チチャンネルプローブを形成し、圧延鋼材の疵検出を行
えば、X軸方向に伸びるロール疵も、Y軸方向に伸びる
コーナー疵も、一度の走査で検出可能である。
【0010】なお、前記検出コイルの形状を扇形として
やれば、コイル面積を最大にとることができ、感度の高
いプローブコイルを得ることができる。また、前記検出
コイルの形状を楕円形として、特に、各楕円の長軸が互
いに交差するように配置してやると、さらに、45度方
向の斜め疵なども検出でき、あらゆる方向の疵を検出す
ることができる。
【0011】なお、対象な象限に円形コイルを配置して
もよく、本発明の実施の形態としては、検出コイルの形
状がこれらに限られないことはもちろんである。これら
本発明の渦流探傷用プローブコイルにおいて、前記励磁
コイル及び検出コイルをそれぞれプリントコイルとして
形成すれば小型化ができ、特に、マルチチャンネルプロ
ーブ用として適したものとなる。
【0012】以下に、本発明の実施の形態を、より具体
的な実施例に基づいて説明する。
【0013】
【実施例】第1の実施例は、人手作業の手巻プローブの
製作について説明をする。図1に示すように、フエライ
ト製の径3mmコア10の上部周面に励磁コイル11と
して線径0.1mmの導線を人手によって顕微鏡を覗き
ながら従来通りの方法で巻き付る。その下部のコア10
周面にも線径0.1mmの導線を同じように巻き付けて
検出コイル12を形成する。こうして、プローブコイル
1を作製する。この場合、下部の検出コイル12の巻き
付け部10a,10bを部分的に切欠させたコア10を
使用する。又、図2は検出コイル12の巻き付け部の形
成領域を示している。該形成領域をプローブコア10の
平面の中心を原点として第1象限,第2象限,第3象
限,第4象限というように4分割してある。この4分割
の対象位置の象限をコイル領域とする。これは、プロー
ブのX軸方向ならびにY軸方向の高い検出感度を得るた
めのものである。対象位置の第1象限,第3象限にコイ
ルを配置した場合は、第2象限,第4象限にコイルを配
置していない切欠した箇所を設けている。このように配
置したことにより、第1象限対第2象限,第1象限対第
4象限、あるいは、第3象限対第2象限,第3象限対第
4象限の磁力線の差によって材料疵を高い感度で検出す
ることができる。したがって、第1象限及び第3象限に
検出コイルを形成してもよいし、第2象限及び第4象限
に検出コイルを形成してもよい。図3は検出コイル12
の巻き方を示す。巻き付け部コア10a,10bに夫々
0.1mmの導線12を顕微鏡で見ながら8の字形に1
00ターン程巻いて図1のプローブ1を作製する。
【0014】この時に巻き付けるコイル間隔が不規則に
なると磁気バランスやインピーダンスが悪くなるので、
これらの欠点がでないように一定間隔になるように気を
つけて精度良く巻き付ける。第2の実施例は、先ず、プ
リントコイルの製作について説明する。
【0015】図4〜図10に沿って説明する。先ず、図
4はプリント基板のコイルを用いたプローブの全体の構
成図である。プローブ2は円柱状のフェライトコアから
なるプローブ本体20と検出部30からなっている。前
記プローブ本体20の底部20aに検出部30を装着し
ている。検出部30は、例えば、相互誘導型においては
図5に示すように、上面に励磁コイル32が取り付けら
れ、下面に検出コイル33が取り付けられたものであ
る。励磁コイル及び検出コイルは、多層基板を用いて一
体で形成しても、単相基板をはり合わせてもよい。ここ
でのフイルム基板31は、ポリエステル・フイルム基板
やポリイミド・フイルム基板が用いられる。プリント基
板コイルの象限の配置は図6に示してある。この場合第
2象限,第4象限にコイル形成領域を設けてある。
【0016】これらの励磁コイル32及び検出コイル3
3の基板31への形成は、エッチドフォイル法等を用い
たプリント配線により行われる。このプリント配線より
形成される渦巻状のコイル(以下、単にプリントコイル
という)32,33のパターンは、探傷対象に応じて適
宜に選ぶことができる。図7(A)は相互誘導型の励磁
用のプリントコイル32、(B)は検出用のプリントコ
イル33である。又、図8は自己誘導型のコイルであ
る。先ず、検出用のプリントコイルは第2象限,第4象
限と対象な位置に配置している。そして、第1象限,第
3象限と対象な位置にプリントコイルをプリントしない
空き地を設けている。したがって、第2象限対第1象
限,第2象限対第3象限、あるいは、第4象限対第3象
限,第4象限対第1象限の磁力線の差によって材料疵を
高い感度で検出することができる。
【0017】前記プリントコイルの導線は、例えば、幅
が0.1mm、厚さが18μmになるように、前記の方
法でコイルパターンをプリント形成する。次に、図9に
よって、さらに詳しく形成方法を説明する。先ず、絶縁
性の基板35の表面に電気銅を原料とした厚さ18μm
の銅箔36を接着剤37によって接着し接着基板34を
形成する(A)。次に、基板35の銅箔36の表面に耐
酸感光剤38を塗布する(B)。次に、コイルパターン
のネガ39を上面に置いてアーク灯光源40で焼付けを
し(C)、続けて、現像し、水洗いをし、ネガ39の灯
光部の耐酸感光剤38を除去する。こうして、ネガ39
の透陰部に当たるところの銅箔36の上にコイルパター
ンの耐酸被覆剤41だけが被着状態のまま残る(D)。
次に、塩化第2鉄溶液等の腐食液で腐食させると、耐酸
被覆剤41に被われた銅箔部分以外の銅箔部が腐食して
除去される(E)。したがって、所望のコイルパターン
だけが残されて出現する。最後に、コイル上部の耐酸被
覆剤41を除去し、水洗し、乾燥を行なうことによって
プリントコイルができあがる(F)。さらに、これに接
続端子等の配線回路を付けておくとなおよい。
【0018】次に、検出コイルと増幅器との接続状況を
図10によって説明する。(A)は自己誘導自己比較方
式の場合である。励磁コイル32の夫々の端子から電極
A,電極B,電極Cを介して夫々の増幅器に接続し、さ
らに、差動増幅器を介して検出用回路に接続している。
又、コイル間の接続は(B)のように接続している。
【0019】(C)は相互誘導自己比較方式の場合であ
る。検知コイル33は電極A,電極Bを介して差動増幅
器に接続し、その後検出用回路に接続している。又、コ
イル間の接続は(D)のように接続している。図11は
圧延鋼材の検査結果を示している。
【0020】(A)は圧延鋼材の疵の状況を示してい
る。中心部のX軸方向(圧延方向)に延びている疵と、
コーナ部のY軸方向にでているコーナ割れの箇所を示し
ている。(B)〜(D)は第2の実施例と従来例のプリ
ントコイルを用いた渦流探傷装置で疵の状況を検査した
結果である。(B)は第2実施例のものである。第2実
施例においては、X軸方向の疵も、Y軸方向の疵も確実
に検出されているのが解る。しかし、従来例のコイルの
場合は(C)(D)に見られるように、夫々一方向の疵
しか検出することができなかった。
【0021】以上述べたような、プリントコイルであれ
ば、磁気バランスやインピーダンスの特性を均一化する
ことができ高い感度での安定化が図れる。又、機械化が
できる。さらに、短時間での量産化が可能である。した
がって、コストダウンができる。そして、フイルム基板
に励磁コイルと検出コイルとを夫々形成できるので、プ
ローブの先端を非常にコンパクトにすることができる。
【0022】上述した実施例によれば、X軸方向の検知
感度もY軸方向の検知感度も良好である。したがって、
圧延鋼材においても、圧延方向に延びて発生する疵と、
コーナに発生するコーナ疵を、一個のプローブで同時に
高い検出感度で検出することができる。
【0023】又、図12〜図14に示しているように検
出コイル12を巻き付けるコア10c,10dを楕円形
に形成し円周の長手方向を円周方向に沿わせて配置して
もよい。さらに、図15に示しているようにコイルを巻
き付ける楕円形コア10e,10fを各楕円形の直軸が
交差する方向となるようにし、検出コイルを形成してお
くとさらによい。この場合、斜めの疵も検出できる。
【0024】そして、上記の実施例では、プローブコア
の形状を円形にて説明をしてあるが、コアの形状は角
形、矩形、三角形等何れであってもよい。又、手巻のプ
ローブコイルの励磁コイルを円形で説明しているが、検
出コイル同様にコア切欠部に8の字巻に形成してもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の渦流探傷用プローブの扇形励磁
コイルを示す斜視図。
【図2】第1図の励磁コイルの形成領域を示す説明図。
【図3】第1図の励磁コイルの導線の8の字巻を示す概
略図。
【図4】第2の実施例の渦流探傷用プローブを示す側面
図。
【図5】第4図の検出部を示す概略図。
【図6】第4図のコイル形成領域を示す説明図。
【図7】第4図の相互誘導自己比較方式の励磁コイル、
検出コイルのコイルパターンを示す説明図。
【図8】第4図の自己誘導自己比較方式のコイルパター
ンを示す説明図。
【図9】第4図のプリントコイルの製作図。
【図10】検出コイルと増幅器の接続状況の説明図。
【図11】第2の実施例と従来例との検出結果比較の説
明図。
【図12】他の実施例の渦流探傷用プローブの楕円形励
磁コイルを示す斜視図。
【図13】図12の励磁コイルの形成領域を示す説明
図。
【図14】図12の励磁コイルの導電線8の字巻を示す
概略図。
【図15】図12の他の楕円形コイルの配置を示す概略
図。
【図16】従来の渦流探傷用プローブを示す斜視図。
【図17】第16図の検知感度の高低方向を示す概略
図。
【符号の説明】
1,2・・・磁気探傷用プローブ、10・・・コア、1
1・・・励磁コイル、12・・・検出コイル、10a,
10b・・・扇形コア、10c,10d,10e,10
f・・・楕円形コア、20・・・プローブ本体、30・
・・検出部、32・・・励磁コイルプリント板、33・
・・検出コイルプリント板。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 渦流探傷用プローブコイルにおいて、プ
    ローブの中心を原点とする平面の象限を4分割し、該象
    限の対象な位置に検出コイルを形成してなることを特徴
    とする渦流探傷用プローブコイル。
  2. 【請求項2】 前記検出コイルの形状を扇形とすること
    を特徴とする請求項1記載の渦流探傷用プローブコイ
    ル。
  3. 【請求項3】 前記検出コイルの形状を楕円形とするこ
    とを特徴とする請求項1記載の渦流探傷用プローブコイ
    ル。
  4. 【請求項4】 前記楕円形の検出コイルを互いに長軸が
    交差するように配置したことを特徴とする請求項3記載
    の渦流探傷用プローブコイル。
  5. 【請求項5】 前記励磁コイル及び検出コイルが夫々プ
    リントコイルとして形成されることを特徴とする請求項
    1〜請求項4のいずれか記載の渦流探傷用プローブコイ
    ル。
JP7314307A 1995-12-01 1995-12-01 渦流探傷用プローブコイル Pending JPH09152423A (ja)

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