JPH10111279A - 渦電流探傷装置 - Google Patents
渦電流探傷装置Info
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- JPH10111279A JPH10111279A JP8268742A JP26874296A JPH10111279A JP H10111279 A JPH10111279 A JP H10111279A JP 8268742 A JP8268742 A JP 8268742A JP 26874296 A JP26874296 A JP 26874296A JP H10111279 A JPH10111279 A JP H10111279A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】渦電流探傷試験に供される渦電流探傷プローブ
において、水平，斜めリフトオフに対して検出のが落ち
ないこと。 【解決手段】被試験体１の表面上に２個の径の異なる検
出コイル２（２ａ，２ｂ）が同心円上に配置されてい
る。また、２個の検出コイル２は、傷信号を取り出すブ
リッジ回路３に差動接続されている。２個の検出コイル
２は、渦電流によって検出コイル２内に発生する鎖交磁
束が等しくなるように調節されている。２個の検出コイ
ル２の上に、交流駆動によって被試験体に渦電流を誘起
させるための励磁コイル４が配置されている。なお、こ
の励磁コイル４の中心は、検出コイル２の中心軸上に配
置されている。また、この励磁コイル４に交流電流を与
える発振器５が接続されている。
において、水平，斜めリフトオフに対して検出のが落ち
ないこと。 【解決手段】被試験体１の表面上に２個の径の異なる検
出コイル２（２ａ，２ｂ）が同心円上に配置されてい
る。また、２個の検出コイル２は、傷信号を取り出すブ
リッジ回路３に差動接続されている。２個の検出コイル
２は、渦電流によって検出コイル２内に発生する鎖交磁
束が等しくなるように調節されている。２個の検出コイ
ル２の上に、交流駆動によって被試験体に渦電流を誘起
させるための励磁コイル４が配置されている。なお、こ
の励磁コイル４の中心は、検出コイル２の中心軸上に配
置されている。また、この励磁コイル４に交流電流を与
える発振器５が接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非破壊で内部の傷を
検査する渦電流探傷試験に供される渦電流探傷プローブ
に関する。
検査する渦電流探傷試験に供される渦電流探傷プローブ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】渦電流探傷試験は、鉄鋼・非鉄材料の製
造時における検査及び熱交換機の細管など各種プラント
における保守検査などに広く用いられており、渦電流探
傷プローブはその探傷装置の性能を決める重要な要素の
一つである。
造時における検査及び熱交換機の細管など各種プラント
における保守検査などに広く用いられており、渦電流探
傷プローブはその探傷装置の性能を決める重要な要素の
一つである。
【０００３】従来の渦電流探傷プローブの例を図１１に
示す。１は被試験体で、５０は励磁・検出コイル、５１
は励磁コイル、５２は検出コイルである。従来の渦電流
探傷プローブは、励磁，検出コイルとしてボビンコイル
やパンケーキコイル等を用いる。そして、探傷プローブ
は、コイル５０，５２自身のインピーダンス変化から傷
の有無を調べるアブソリュート型｛図１１の（ａ），
（ｂ）｝と、二つのコイル５０，５２の差動成分から傷
の有無を調べるディファレンシャル型｛図１１の
（ｃ），（ｄ），（ｅ）｝とに分けられる。
示す。１は被試験体で、５０は励磁・検出コイル、５１
は励磁コイル、５２は検出コイルである。従来の渦電流
探傷プローブは、励磁，検出コイルとしてボビンコイル
やパンケーキコイル等を用いる。そして、探傷プローブ
は、コイル５０，５２自身のインピーダンス変化から傷
の有無を調べるアブソリュート型｛図１１の（ａ），
（ｂ）｝と、二つのコイル５０，５２の差動成分から傷
の有無を調べるディファレンシャル型｛図１１の
（ｃ），（ｄ），（ｅ）｝とに分けられる。
【０００４】またさらに、渦電流を誘起させるための励
磁と、渦電流による磁界の検出を同じコイル５０で行う
自己誘導型｛図１１の（ａ），（ｃ），（ｅ）｝と、励
磁の為の励磁コイル５１と、検出の為の検出コイル５２
との２種類のコイルからなる相互誘導型｛図１１の
（ｂ），（ｄ）｝とにわけられる。特にディファレンシ
ャル型は、アブソリュート型に比べて、コイルと被試験
体の間の距離が変化する水平リフトオフによるノイズに
強いという特徴を有する。
磁と、渦電流による磁界の検出を同じコイル５０で行う
自己誘導型｛図１１の（ａ），（ｃ），（ｅ）｝と、励
磁の為の励磁コイル５１と、検出の為の検出コイル５２
との２種類のコイルからなる相互誘導型｛図１１の
（ｂ），（ｄ）｝とにわけられる。特にディファレンシ
ャル型は、アブソリュート型に比べて、コイルと被試験
体の間の距離が変化する水平リフトオフによるノイズに
強いという特徴を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の渦電流
探傷プローブ（特にアブソリュート型）では、リフトオ
フによってリフトオフ信号が発生し、傷信号がこれに埋
もれてしまい検出能を悪化させるという問題があった。
探傷プローブ（特にアブソリュート型）では、リフトオ
フによってリフトオフ信号が発生し、傷信号がこれに埋
もれてしまい検出能を悪化させるという問題があった。
【０００６】また、リフトオフに強いディファレンシャ
ル型においても、被試験体に対してプローブが傾く斜め
リフトオフ（図１２）に対しては、二つのコイル５２と
被試験体１までの距離ｌ1 ，ｌ2 に差が生じることによ
って、斜めリフトオフ信号が発生して傷の検出能が悪く
なると言う問題があった。なお、５１は励磁コイルであ
る。
ル型においても、被試験体に対してプローブが傾く斜め
リフトオフ（図１２）に対しては、二つのコイル５２と
被試験体１までの距離ｌ1 ，ｌ2 に差が生じることによ
って、斜めリフトオフ信号が発生して傷の検出能が悪く
なると言う問題があった。なお、５１は励磁コイルであ
る。
【０００７】また、図１１の（ｅ）に示す渦電流探傷プ
ローブは、斜めリフトオフに対して、検出能の低下が少
ない。このプローブは、交差して配置された２個のコイ
ルを差動接続したものである。しかし、このプローブは
検出能に指向性があり、特に走査方向に対して４５゜の
方向の傷検出能が落ちるという問題点がある。本発明の
目的は、リフトオフに対して検出能が低下せず、検出能
に指向性の改善を図った渦電流探傷プローブを提供する
ことにある。
ローブは、斜めリフトオフに対して、検出能の低下が少
ない。このプローブは、交差して配置された２個のコイ
ルを差動接続したものである。しかし、このプローブは
検出能に指向性があり、特に走査方向に対して４５゜の
方向の傷検出能が落ちるという問題点がある。本発明の
目的は、リフトオフに対して検出能が低下せず、検出能
に指向性の改善を図った渦電流探傷プローブを提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の渦電流探傷プローブは以下のように構成さ
れている。 （１） 本発明の渦電流探傷装置（請求項１）は、交流
駆動によって被試験体に誘起された渦電流による磁場の
変位を検出するためのコイルを含む渦電流探傷プローブ
を用いて構成される渦電流探傷装置において、前記渦電
流探傷プローブは、同軸上に配置され、且つ差動接続さ
れた径の異なる２個のコイルからなることを特徴とす
る。
め、本発明の渦電流探傷プローブは以下のように構成さ
れている。 （１） 本発明の渦電流探傷装置（請求項１）は、交流
駆動によって被試験体に誘起された渦電流による磁場の
変位を検出するためのコイルを含む渦電流探傷プローブ
を用いて構成される渦電流探傷装置において、前記渦電
流探傷プローブは、同軸上に配置され、且つ差動接続さ
れた径の異なる２個のコイルからなることを特徴とす
る。
【０００９】この場合、前記２個のコイルを検出コイル
とし、これら２個の検出コイルと同軸状に励磁コイルを
設けて、相互誘導型の構成にすることが望ましい。 （２） 本発明の渦電流探傷装置（請求項２）は、交流
駆動によって被試験体に誘起された渦電流による磁場の
変位を検出するためのコイルを含む渦電流探傷プローブ
を用いて構成される渦電流探傷装置において、前記コイ
ルが菱形の各頂点部に中心を有するよう配置され、且つ
菱形の対角線上に配置されている一対のコイルが同相接
続され、且つ同相接続された２組のコイルが差動接続し
て渦電流探傷プローブが構成したことを特徴とする。 （３） 本発明の渦電流探傷装置（請求項３）は、交流
駆動によって被試験体に渦電流を誘起し、且つ誘起され
た渦電流による磁場の変位を測定するコイルを含む渦電
流探傷プローブを用いて構成される自己誘導方式の渦電
流探傷装置において、特性が同じである前記コイルが、
菱形の各頂点部に中心を有するよう配置され、菱形の対
角線上の頂点部に配置されている一対のコイルが逆相接
続され、且つ逆相接続された２組のコイルが差動接続し
て渦電流探傷プローブが構成したことを特徴とする。 （４） 本発明の渦電流探傷装置（請求項４）は、
（２）或いは（３）に記載の前記渦電流探傷プローブが
複数個配列形成され、隣り合う渦電流探傷プローブ間で
前記菱形の各頂点部に中心を有する四つのコイルの中の
一つのコイルを共有し、且つ渦電流探傷プローブを切り
替える手段を具備することを特徴とする。
とし、これら２個の検出コイルと同軸状に励磁コイルを
設けて、相互誘導型の構成にすることが望ましい。 （２） 本発明の渦電流探傷装置（請求項２）は、交流
駆動によって被試験体に誘起された渦電流による磁場の
変位を検出するためのコイルを含む渦電流探傷プローブ
を用いて構成される渦電流探傷装置において、前記コイ
ルが菱形の各頂点部に中心を有するよう配置され、且つ
菱形の対角線上に配置されている一対のコイルが同相接
続され、且つ同相接続された２組のコイルが差動接続し
て渦電流探傷プローブが構成したことを特徴とする。 （３） 本発明の渦電流探傷装置（請求項３）は、交流
駆動によって被試験体に渦電流を誘起し、且つ誘起され
た渦電流による磁場の変位を測定するコイルを含む渦電
流探傷プローブを用いて構成される自己誘導方式の渦電
流探傷装置において、特性が同じである前記コイルが、
菱形の各頂点部に中心を有するよう配置され、菱形の対
角線上の頂点部に配置されている一対のコイルが逆相接
続され、且つ逆相接続された２組のコイルが差動接続し
て渦電流探傷プローブが構成したことを特徴とする。 （４） 本発明の渦電流探傷装置（請求項４）は、
（２）或いは（３）に記載の前記渦電流探傷プローブが
複数個配列形成され、隣り合う渦電流探傷プローブ間で
前記菱形の各頂点部に中心を有する四つのコイルの中の
一つのコイルを共有し、且つ渦電流探傷プローブを切り
替える手段を具備することを特徴とする。
【００１０】この場合、複数の渦電流探傷プローブが、
円柱の基体の側面に配置されている。上記各構成におい
て、磁場を検出するコイルは、被試験体に傷がない時、
鎖交磁束が等しくなるよう調節される。
円柱の基体の側面に配置されている。上記各構成におい
て、磁場を検出するコイルは、被試験体に傷がない時、
鎖交磁束が等しくなるよう調節される。
【００１１】本発明の渦電流探傷プローブは上記構成に
よって以下の作用・効果を有する。（１）に記載の渦電
流探傷装置では、傷が無いときの二つの検出コイルから
の信号がキャンセルされるように電気的にその信号比を
調整するか、傷が無いときに二つのコイルの鎖交磁束が
それぞれ等しくなるように二つのコイルの巻き数比を調
整することが好ましい。
よって以下の作用・効果を有する。（１）に記載の渦電
流探傷装置では、傷が無いときの二つの検出コイルから
の信号がキャンセルされるように電気的にその信号比を
調整するか、傷が無いときに二つのコイルの鎖交磁束が
それぞれ等しくなるように二つのコイルの巻き数比を調
整することが好ましい。
【００１２】上記プローブを自己誘導型で構成した場
合、二つのコイルの径や巻き数が異なるため、それぞれ
のコイルで発生した励磁信号に位相差が生じ交流磁場の
分布に乱れが生じるが、相互誘導型で構成された場合に
は、励磁はコイルの状態に関係が無く、且つ磁場分布に
乱れが生じない。
合、二つのコイルの径や巻き数が異なるため、それぞれ
のコイルで発生した励磁信号に位相差が生じ交流磁場の
分布に乱れが生じるが、相互誘導型で構成された場合に
は、励磁はコイルの状態に関係が無く、且つ磁場分布に
乱れが生じない。
【００１３】また、傷がある部位を探傷プローブが走査
すると、被試験体の傷付近における渦電流が変化し渦電
流の形成する交流磁場が乱れる。磁場の乱れは、先ず径
の大きいコイルで検出される。そのため、二つのコイル
の鎖交磁束に差が生じ、傷が検出される。
すると、被試験体の傷付近における渦電流が変化し渦電
流の形成する交流磁場が乱れる。磁場の乱れは、先ず径
の大きいコイルで検出される。そのため、二つのコイル
の鎖交磁束に差が生じ、傷が検出される。
【００１４】水平リフトオフの変化が有る場合、探傷プ
ローブと被試験体との距離が変化するが、二つのコイル
は同心円上に配置されているため、その鎖交磁束は等し
くその差は０になり、リフトオフ信号は検出されない。
また、図１３に示すように斜めリフトオフの変化が有る
場合、二つのコイル２（２ａ，２ｂ）の中心から被試験
体１までの距離ｌは互いに等しいので、コイル２間の鎖
交磁束の差は小さく、リフトオフ信号の低減を図ること
ができる。また、被試験体上には励磁コイル４によって
円形の渦電流が誘起されているので、あらゆる方向の傷
の検出が可能となる。
ローブと被試験体との距離が変化するが、二つのコイル
は同心円上に配置されているため、その鎖交磁束は等し
くその差は０になり、リフトオフ信号は検出されない。
また、図１３に示すように斜めリフトオフの変化が有る
場合、二つのコイル２（２ａ，２ｂ）の中心から被試験
体１までの距離ｌは互いに等しいので、コイル２間の鎖
交磁束の差は小さく、リフトオフ信号の低減を図ること
ができる。また、被試験体上には励磁コイル４によって
円形の渦電流が誘起されているので、あらゆる方向の傷
の検出が可能となる。
【００１５】次に（２）に記載の渦電流探傷装置によれ
ば、励磁によって被試験体に渦電流が誘起され、この渦
電流の変化を磁気的に結合する検出コイルによって検出
する。４個の検出コイルは、対角同士の２個のコイルが
同相接続され、さらに同相接続された２組の検出コイル
が差動接続されている。従って、見かけ上は２個のコイ
ルが差動接続された形となっている。
ば、励磁によって被試験体に渦電流が誘起され、この渦
電流の変化を磁気的に結合する検出コイルによって検出
する。４個の検出コイルは、対角同士の２個のコイルが
同相接続され、さらに同相接続された２組の検出コイル
が差動接続されている。従って、見かけ上は２個のコイ
ルが差動接続された形となっている。
【００１６】差動接続された２組の検出コイルの検出中
心は、４個のコイルが菱形の各頂点に配置されているの
で同一となる。このため、水平リフトオフ変化に対して
は、同相接続された２組のコイル間で完全にキャンセル
される。また、図１４に示すような斜めリフトオフに対
しては、同相接続された２組のコイル２０，２１の検出
中心が同じになっている。従って、被試験体が傾いて
も、検出中心と被試験体との距離ｌは互いに変わらない
ので、リフトオフ信号を大幅に低減することができる。
心は、４個のコイルが菱形の各頂点に配置されているの
で同一となる。このため、水平リフトオフ変化に対して
は、同相接続された２組のコイル間で完全にキャンセル
される。また、図１４に示すような斜めリフトオフに対
しては、同相接続された２組のコイル２０，２１の検出
中心が同じになっている。従って、被試験体が傾いて
も、検出中心と被試験体との距離ｌは互いに変わらない
ので、リフトオフ信号を大幅に低減することができる。
【００１７】なお、同相接続とは、コイルの極性を同じ
向きにして接続することで、差動接続とは出力電圧の差
をとるように接続することである。その同相接続，並び
に差動接続の等価回路的に表したものを図１５に示す
（また、この接続は図１５（ｂ）のようにも表すことが
できる。）。なお、図１５において、黒点は各コイルの
極性を示し、矢印は各コイルが発生する電圧の方向を示
している。図１５において、６０ａ〜ｄは検出コイル
で、６１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル６
０ａと６０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されて
いる。また、同様にコイル６０ｃと６０ｄとがそれぞれ
菱形の対角線上の頂点部に配置されている。図１５
（ａ）において、コイル６０ａとコイル６０ｂがコイル
の極性が同じ向きに接続されている、つまり同相接続さ
れている。同様にコイル６０ｃと６０ｄとが同相接続さ
れている。そして、コイル６０ａ，６０ｂの組とコイル
６０ｃ，６０ｄとの組とが、それらの出力電圧の差をと
るように接続されている、つまり差動接続されている。
向きにして接続することで、差動接続とは出力電圧の差
をとるように接続することである。その同相接続，並び
に差動接続の等価回路的に表したものを図１５に示す
（また、この接続は図１５（ｂ）のようにも表すことが
できる。）。なお、図１５において、黒点は各コイルの
極性を示し、矢印は各コイルが発生する電圧の方向を示
している。図１５において、６０ａ〜ｄは検出コイル
で、６１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル６
０ａと６０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されて
いる。また、同様にコイル６０ｃと６０ｄとがそれぞれ
菱形の対角線上の頂点部に配置されている。図１５
（ａ）において、コイル６０ａとコイル６０ｂがコイル
の極性が同じ向きに接続されている、つまり同相接続さ
れている。同様にコイル６０ｃと６０ｄとが同相接続さ
れている。そして、コイル６０ａ，６０ｂの組とコイル
６０ｃ，６０ｄとの組とが、それらの出力電圧の差をと
るように接続されている、つまり差動接続されている。
【００１８】（３）に記載の渦電流探傷装置によれば、
菱形の各頂点に特性が同じコイルが配置され、且つ対角
線上に配置されている該コイルが逆相接続され、逆相接
続された２組のコイルは差動接続されている。
菱形の各頂点に特性が同じコイルが配置され、且つ対角
線上に配置されている該コイルが逆相接続され、逆相接
続された２組のコイルは差動接続されている。
【００１９】この例を具体的に図１６に示す。なお、実
際の構成は自己誘導型であるが、ここではわかりやすい
ように励磁と検出の極性が同じである相互誘導型で表し
ている。図１６において、７０ａ〜ｄは検出コイルで、
７１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル７０ａ
と７０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されてい
る。また、同様にコイル７０ｃと７０ｄとがそれぞれ菱
形の対角線上の頂点部に配置されている。コイル７０ａ
とコイル７０ｂとは、極性が逆の向きに接続されている
が励磁コイル７１ａ，７１ｂの極性が逆になっているた
め二つのコイル７０ａ，ｂの出力電圧は和となる（これ
を逆相接続という）。そして、コイル７０ｃ，ｄも逆相
接続されている。そしてコイル７０ａ，ｂの組とコイル
７０ｃ，ｄとの組が、出力電圧の差をとるよう差動接続
されている。
際の構成は自己誘導型であるが、ここではわかりやすい
ように励磁と検出の極性が同じである相互誘導型で表し
ている。図１６において、７０ａ〜ｄは検出コイルで、
７１ａ〜ｄは励磁コイルである。そして、コイル７０ａ
と７０ｂとが菱形の対角線上の頂点部に配置されてい
る。また、同様にコイル７０ｃと７０ｄとがそれぞれ菱
形の対角線上の頂点部に配置されている。コイル７０ａ
とコイル７０ｂとは、極性が逆の向きに接続されている
が励磁コイル７１ａ，７１ｂの極性が逆になっているた
め二つのコイル７０ａ，ｂの出力電圧は和となる（これ
を逆相接続という）。そして、コイル７０ｃ，ｄも逆相
接続されている。そしてコイル７０ａ，ｂの組とコイル
７０ｃ，ｄとの組が、出力電圧の差をとるよう差動接続
されている。
【００２０】（４）に記載の渦電流探傷装置によれば、
（２）又は（３）に記載のプローブの配置構成におい
て、センサが複数配列形成され、且つセンサとセンサの
一部が重なった状態になっている。従って、配列されて
いる方向の検出感度の死角を低減することができる。
（２）又は（３）に記載のプローブの配置構成におい
て、センサが複数配列形成され、且つセンサとセンサの
一部が重なった状態になっている。従って、配列されて
いる方向の検出感度の死角を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係わる
渦電流探傷プローブの構成を示す図である。図１の
（ａ）は渦電流探傷プローブの模式図で、図１の（ｂ）
は断面図である。被試験体１の表面上に２個の径の異な
る検出コイル２（２ａ，２ｂ）が同心円上に配置されて
いる。また、差動接続されている２個の検出コイル２
ａ，２ｂは、傷信号を取り出すブリッジ回路３に接続さ
れ、傷信号だけが取りだされる。２個の検出コイル２
ａ，２ｂは、被試験体１に傷がない場合に、渦電流によ
って検出コイル２内に発生する鎖交磁束が等しくなるよ
うに予め調節されている。
を参照して説明する。 （第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態に係わる
渦電流探傷プローブの構成を示す図である。図１の
（ａ）は渦電流探傷プローブの模式図で、図１の（ｂ）
は断面図である。被試験体１の表面上に２個の径の異な
る検出コイル２（２ａ，２ｂ）が同心円上に配置されて
いる。また、差動接続されている２個の検出コイル２
ａ，２ｂは、傷信号を取り出すブリッジ回路３に接続さ
れ、傷信号だけが取りだされる。２個の検出コイル２
ａ，２ｂは、被試験体１に傷がない場合に、渦電流によ
って検出コイル２内に発生する鎖交磁束が等しくなるよ
うに予め調節されている。
【００２２】２個の検出コイル２の上に、交流駆動によ
って被試験体に渦電流を誘起させるための励磁コイル４
が配置されている。なお、この励磁コイル４の中心は、
検出コイル２の中心軸上に配置されている。また、この
励磁コイル４に交流電流を与える発振器５が接続されて
いる。
って被試験体に渦電流を誘起させるための励磁コイル４
が配置されている。なお、この励磁コイル４の中心は、
検出コイル２の中心軸上に配置されている。また、この
励磁コイル４に交流電流を与える発振器５が接続されて
いる。
【００２３】本装置では、傷がない場合ブリッジ回路３
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本装置の
動作について説明する。先ず、励磁コイル４に発振器５
から交流電流を供給し交流磁場を発生させ、被試験体１
表面に渦電流６を誘起させる。検出コイル２は、渦電流
６によって形成される磁場の変化を検出する。
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本装置の
動作について説明する。先ず、励磁コイル４に発振器５
から交流電流を供給し交流磁場を発生させ、被試験体１
表面に渦電流６を誘起させる。検出コイル２は、渦電流
６によって形成される磁場の変化を検出する。
【００２４】渦電流６の流れている領域に傷がないと、
渦電流６は定常状態にある。そして、定常状態の渦電流
６では鎖交磁束が等しくなるように調節された検出コイ
ル２ａ，２ｂによって信号がキャンセルされ、ブリッジ
回路３の出力は０となる。一方、被試験体１に傷７があ
る場合、渦電流６に乱れが生じ、外側と内側の検出コイ
ル２ａ，２ｂの鎖交磁束に差が生じる。そして、鎖交磁
束の違いが、ブリッジ回路３で検出され、傷７が検出さ
れる。
渦電流６は定常状態にある。そして、定常状態の渦電流
６では鎖交磁束が等しくなるように調節された検出コイ
ル２ａ，２ｂによって信号がキャンセルされ、ブリッジ
回路３の出力は０となる。一方、被試験体１に傷７があ
る場合、渦電流６に乱れが生じ、外側と内側の検出コイ
ル２ａ，２ｂの鎖交磁束に差が生じる。そして、鎖交磁
束の違いが、ブリッジ回路３で検出され、傷７が検出さ
れる。
【００２５】また、水平リフトオフがある場合、２個の
検出コイルは同心円上にあり、その鎖交磁束は等しくな
るため、リフトオフ信号はキャンセルされ、ブリッジ回
路の出力は０となる。また、斜めリフトオフの場合、２
個の検出コイルの検出中心は被試験体と互いに等しい距
離にあるので、２個の検出コイルの鎖交磁束の差は小さ
く、リフトオフ信号が低減される。
検出コイルは同心円上にあり、その鎖交磁束は等しくな
るため、リフトオフ信号はキャンセルされ、ブリッジ回
路の出力は０となる。また、斜めリフトオフの場合、２
個の検出コイルの検出中心は被試験体と互いに等しい距
離にあるので、２個の検出コイルの鎖交磁束の差は小さ
く、リフトオフ信号が低減される。
【００２６】次に本実施形態の構成を細管等の円筒試料
内部の探傷に用いる場合について図２を用いて説明す
る。ここで、図１と同一なものには同一符号を付し、そ
の説明を省略する。細管等の円筒試料の探傷では例えば
プローブ基体１１に励磁コイル４，検出コイル２を取り
付けて探傷を行う。しかし、円筒試料１０が曲率を有す
る場合等は、プローブが円筒試料１０の中心軸に対して
斜めになる。しかし、このプローブを用いることによっ
て、水平リフトオフ信号はキャンセルされ、斜めリフト
オフ信号を低減することができる。従って、傷の検出能
を向上させることができる。
内部の探傷に用いる場合について図２を用いて説明す
る。ここで、図１と同一なものには同一符号を付し、そ
の説明を省略する。細管等の円筒試料の探傷では例えば
プローブ基体１１に励磁コイル４，検出コイル２を取り
付けて探傷を行う。しかし、円筒試料１０が曲率を有す
る場合等は、プローブが円筒試料１０の中心軸に対して
斜めになる。しかし、このプローブを用いることによっ
て、水平リフトオフ信号はキャンセルされ、斜めリフト
オフ信号を低減することができる。従って、傷の検出能
を向上させることができる。
【００２７】次に、圧延工程における鉄板の探傷に用い
る場合について図３を用いて説明する。鉄板１５などの
圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験を行う場
合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する鉄板１５
のリフトオフは一定ではない。しかし、本発明の探触子
を用いることによって、リフトオフ信号を低減すること
ができ、傷の検出能を向上させることができ、鉄板の品
質を保持することができる。 （第２実施形態）図４は本発明の第２実施形態に係わる
渦電流探傷プローブの構成の概念を示す模式図である。
図４の（ａ）は渦電流探傷プローブの模式図で、図４の
（ｂ）は平面図で、図４の（ｃ）は断面図である。ま
た、図５は本実施形態の渦電流探傷プローブの検出コイ
ル部の回路構成を示す模式図である。被試験体１の上方
に菱形の各頂点部に中心を有するよう４個の検出コイル
２０（２０ａ，２０ｂ），２１（２１ａ，２１ｂ）が配
置されている。４個の検出コイル２０ａ，２０ｂ，２１
ａ，２１ｂは、渦電流６が定常状態である時、鎖交磁束
が等しくなるように調節されている。
る場合について図３を用いて説明する。鉄板１５などの
圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験を行う場
合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する鉄板１５
のリフトオフは一定ではない。しかし、本発明の探触子
を用いることによって、リフトオフ信号を低減すること
ができ、傷の検出能を向上させることができ、鉄板の品
質を保持することができる。 （第２実施形態）図４は本発明の第２実施形態に係わる
渦電流探傷プローブの構成の概念を示す模式図である。
図４の（ａ）は渦電流探傷プローブの模式図で、図４の
（ｂ）は平面図で、図４の（ｃ）は断面図である。ま
た、図５は本実施形態の渦電流探傷プローブの検出コイ
ル部の回路構成を示す模式図である。被試験体１の上方
に菱形の各頂点部に中心を有するよう４個の検出コイル
２０（２０ａ，２０ｂ），２１（２１ａ，２１ｂ）が配
置されている。４個の検出コイル２０ａ，２０ｂ，２１
ａ，２１ｂは、渦電流６が定常状態である時、鎖交磁束
が等しくなるように調節されている。
【００２８】そして、対角線上に配置されている検出コ
イル２０ａと２０ｂ及び２１ａと２１ｂは同相接続され
ている。そして、同相接続された２組の検出コイル２
０，２１は差動接続されて、傷信号をとりだすブリッジ
回路３に接続されている。そして検出コイル２０，２１
上に被試験体１に渦電流６を誘起させるための励磁コイ
ル４が配置されている。励磁コイル４には、交流電流を
与える発振器５が接続されている。
イル２０ａと２０ｂ及び２１ａと２１ｂは同相接続され
ている。そして、同相接続された２組の検出コイル２
０，２１は差動接続されて、傷信号をとりだすブリッジ
回路３に接続されている。そして検出コイル２０，２１
上に被試験体１に渦電流６を誘起させるための励磁コイ
ル４が配置されている。励磁コイル４には、交流電流を
与える発振器５が接続されている。
【００２９】本装置では、傷がない場合ブリッジ回路３
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本実施形
態の動作について説明する。励磁コイル４に、発振器５
から交流電流を供給し、被試験体１の表面に渦電流６を
誘起させる。この渦電流６によって、交流磁場が生成さ
れ、渦電流６による鎖交磁束が検出コイル２０，２１を
通過し、検出コイル２０，２１内に電流が流れる。
の出力は０となる。また、傷がある場合、ブリッジ回路
３に出力が表れ、傷を検出することができる。本実施形
態の動作について説明する。励磁コイル４に、発振器５
から交流電流を供給し、被試験体１の表面に渦電流６を
誘起させる。この渦電流６によって、交流磁場が生成さ
れ、渦電流６による鎖交磁束が検出コイル２０，２１を
通過し、検出コイル２０，２１内に電流が流れる。
【００３０】傷がない場合、渦電流は定常状態にあり、
各検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が等しく、ブリッ
ジ回路３の出力は０となる。傷がある場合、渦電流が乱
れ、検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が各コイル間で
異なり、ブリッジ回路３に出力が表れ、傷が検出され
る。
各検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が等しく、ブリッ
ジ回路３の出力は０となる。傷がある場合、渦電流が乱
れ、検出コイル２０，２１内の鎖交磁束が各コイル間で
異なり、ブリッジ回路３に出力が表れ、傷が検出され
る。
【００３１】また、水平リフトオフが有る場合、同相接
続された２組の検出コイル２０，２１の検出中心から被
試験体１までの距離は、２組の検出コイル２０，２１の
間で差はないので、平行リフトオフの変化に対しては、
リフトオフ信号がキャンセルされる。また、同様に斜め
リフトオフに対してもリフトオフ信号が大幅に減少す
る。
続された２組の検出コイル２０，２１の検出中心から被
試験体１までの距離は、２組の検出コイル２０，２１の
間で差はないので、平行リフトオフの変化に対しては、
リフトオフ信号がキャンセルされる。また、同様に斜め
リフトオフに対してもリフトオフ信号が大幅に減少す
る。
【００３２】次に本実施形態の構成を細管等の円筒試料
内部の探傷に用いる場合について図６を用いて説明す
る。ここで図４と同一なものには同一符号を付し、その
説明を省略する。円筒試料１０が曲率を有する場合等
は、プローブ１１が円筒試料１０の中心軸に対して斜め
になる。しかし、このプローブ１１を用いることによっ
て、水平リフトオフ信号はキャンセルされ、また斜めリ
フトオフ信号を低減することができ、傷の検出能を向上
させることができる。
内部の探傷に用いる場合について図６を用いて説明す
る。ここで図４と同一なものには同一符号を付し、その
説明を省略する。円筒試料１０が曲率を有する場合等
は、プローブ１１が円筒試料１０の中心軸に対して斜め
になる。しかし、このプローブ１１を用いることによっ
て、水平リフトオフ信号はキャンセルされ、また斜めリ
フトオフ信号を低減することができ、傷の検出能を向上
させることができる。
【００３３】次に、圧延工程における鉄板の探傷に用い
る場合について図７を用いて説明する。ここで図４と同
一なものには同一符号を付し、その説明を省略する。鉄
板１５の圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験
を行う場合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する
鉄板のリフトオフは一定ではない。しかし、本実施形態
のプローブを用いることによって、リフトオフ信号を低
減することができ、傷の検出能を向上させることがで
き、鉄板の品質を保持することができる。 （第３実施形態）図８は、本発明の第３実施形態に係わ
る渦電流探傷プローブの回路構成を示す図である。な
お、本実施形態の渦電流探傷プローブは、励磁と検出を
同じコイルで行う自己誘導型で駆動される。なお、図中
で黒点は、コイルの極性を示している。
る場合について図７を用いて説明する。ここで図４と同
一なものには同一符号を付し、その説明を省略する。鉄
板１５の圧延工程において、鉄板１５の渦電流探傷試験
を行う場合、ローラなどの移動装置上を高速で移動する
鉄板のリフトオフは一定ではない。しかし、本実施形態
のプローブを用いることによって、リフトオフ信号を低
減することができ、傷の検出能を向上させることがで
き、鉄板の品質を保持することができる。 （第３実施形態）図８は、本発明の第３実施形態に係わ
る渦電流探傷プローブの回路構成を示す図である。な
お、本実施形態の渦電流探傷プローブは、励磁と検出を
同じコイルで行う自己誘導型で駆動される。なお、図中
で黒点は、コイルの極性を示している。
【００３４】対角線上の２個のコイル３０ａと３０ｂ及
び３１ａと３１ｂは、それぞれ極性を逆にして接続され
ている。そして、同相接続された２組のコイル３０（３
０ａ，３０ｂ）と３１（３１ａ，３１ｂ）が差動接続さ
れている。なお、各検出コイル３０ａ，ｂが菱形の対角
線上の頂点部に配置され、３１ａ，ｂが菱形の別の対角
線上の頂点部に配置されている。
び３１ａと３１ｂは、それぞれ極性を逆にして接続され
ている。そして、同相接続された２組のコイル３０（３
０ａ，３０ｂ）と３１（３１ａ，３１ｂ）が差動接続さ
れている。なお、各検出コイル３０ａ，ｂが菱形の対角
線上の頂点部に配置され、３１ａ，ｂが菱形の別の対角
線上の頂点部に配置されている。
【００３５】上記のように接続すると、コイル３０ａか
ら両隣のコイル３１ａ，３１ｂを見ると、電流の向きが
逆となっている。その結果、コイル３０ａがコイル３１
ａ，３１ｂから受ける相互誘導は相殺される。すなわ
ち、コイル３１ａ，３１ｂに電流の変動が生じてもコイ
ル３０ａはその影響を受けない。なお、他のコイル３０
ｂ，３１ａ，３１ｂについても同様に、隣のコイルに変
動が生じても影響を受けない。 （第４実施形態）図９は、本発明の第４実施形態に係わ
る渦電流探傷プローブの構成を示す模式図である。管検
査用プローブは、例えば第２実施形態のコイルが円柱状
のプローブ基体４０の周上に配列されている。コイル４
１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの四つのコイルによって
一つの渦電流探傷プローブが形成されている。そして、
コイル４１ｃ，４１ｄ，４２ｂ，４２ｃの四つのコイル
によって、一つの渦電流探傷プローブが形成されてい
る。つまり、コイル４２ｂは、隣り合う二つの渦電流探
傷プローブによって共有されている。同様にして、プロ
ーブ基体４０の円周上全体にわたってプローブ（セン
サ）が形成されている。そして、この各センサを電気的
に切り替えることによって、管内部の周方向を検査し、
さらに軸方向に挿引していくことによって、管の全長検
査を行う。
ら両隣のコイル３１ａ，３１ｂを見ると、電流の向きが
逆となっている。その結果、コイル３０ａがコイル３１
ａ，３１ｂから受ける相互誘導は相殺される。すなわ
ち、コイル３１ａ，３１ｂに電流の変動が生じてもコイ
ル３０ａはその影響を受けない。なお、他のコイル３０
ｂ，３１ａ，３１ｂについても同様に、隣のコイルに変
動が生じても影響を受けない。 （第４実施形態）図９は、本発明の第４実施形態に係わ
る渦電流探傷プローブの構成を示す模式図である。管検
査用プローブは、例えば第２実施形態のコイルが円柱状
のプローブ基体４０の周上に配列されている。コイル４
１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの四つのコイルによって
一つの渦電流探傷プローブが形成されている。そして、
コイル４１ｃ，４１ｄ，４２ｂ，４２ｃの四つのコイル
によって、一つの渦電流探傷プローブが形成されてい
る。つまり、コイル４２ｂは、隣り合う二つの渦電流探
傷プローブによって共有されている。同様にして、プロ
ーブ基体４０の円周上全体にわたってプローブ（セン
サ）が形成されている。そして、この各センサを電気的
に切り替えることによって、管内部の周方向を検査し、
さらに軸方向に挿引していくことによって、管の全長検
査を行う。
【００３６】本実施形態のプローブは、隣り合ったセン
サ間でコイルを共有するので、周方向のコイル数を少な
くすることができる。また同時に、図１０に示すように
四つのコイルを一つのセンサとして考えると、センサ４
３ａはセンサ４３ｂ，センサ４３ｃと周方向に対し一部
が重なった状態となり、周方向に対して検出感度の死角
を低減することができる。
サ間でコイルを共有するので、周方向のコイル数を少な
くすることができる。また同時に、図１０に示すように
四つのコイルを一つのセンサとして考えると、センサ４
３ａはセンサ４３ｂ，センサ４３ｃと周方向に対し一部
が重なった状態となり、周方向に対して検出感度の死角
を低減することができる。
【００３７】本発明は上述した実施形態に限定されるも
のではない。例えば、第４実施形態において、複数のセ
ンサが円柱の側面に配列形成されていたが、センサは円
柱側面に限らず、別の形状の基体に配列形成することが
可能である。その他、種々変形して実施することが可能
である。
のではない。例えば、第４実施形態において、複数のセ
ンサが円柱の側面に配列形成されていたが、センサは円
柱側面に限らず、別の形状の基体に配列形成することが
可能である。その他、種々変形して実施することが可能
である。
【００３８】
【発明の効果】本発明の渦電流探傷装置は、同一の検出
中心を有する２組の検出コイルを配置し、その２組の検
出コイルを差動接続することによって、水平リフトオフ
信号を完全にキャンセルすることができ、且つ斜めリフ
トオフ信号を減少させることができる。
中心を有する２組の検出コイルを配置し、その２組の検
出コイルを差動接続することによって、水平リフトオフ
信号を完全にキャンセルすることができ、且つ斜めリフ
トオフ信号を減少させることができる。
【図１】第１実施形態に係わる渦電流探傷プローブの構
成を示す図。
成を示す図。
【図２】図１の渦電流プローブを円筒試料に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図３】図１の渦電流プローブを圧延工程に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図４】第２実施形態に係わる渦電流探傷プローブを示
す図。
す図。
【図５】図４の渦電流探傷プローブの検出コイルの回路
を示す図。
を示す図。
【図６】図４の渦電流プローブを円筒試料に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図７】図４の渦電流プローブを圧延工程に適用した例
を示す図。
を示す図。
【図８】第３実施形態の渦電流探傷プローブの回路を示
す図。
す図。
【図９】第４実施形態の渦電流プローブを示す図。
【図１０】図４のプローブを説明する図。
【図１１】従来の渦電流探傷プローブを示す図。
【図１２】従来の渦電流探傷プローブの斜めリフトオフ
を説明する図。
を説明する図。
【図１３】本発明の渦電流の斜めリフトオフの効果を示
す図。
す図。
【図１４】本発明の渦電流の斜めリフトオフの効果を示
す図。
す図。
【図１５】本発明の概念を説明する等価回路図。
【図１６】本発明の概念を説明する等価回路図。
【符号の説明】 １ 被試験体 ２ 検出コイル ３ ブリッジ回路 ４ 励磁コイル ５ 発振器 ６ 渦電流 ７ 傷 １０ 円筒試料 １１ プローブ基体 １５ 鉄板 ２０，２１ 検出コイル ３０，３１ 励磁・検出コイル ４０ 円柱状のプローブ基体 ４１，４２ 検出コイル ４３ センサ
Claims (4)
- 【請求項１】交流駆動によって被試験体に誘起された渦
電流による磁場の変位を検出するためのコイルを含む渦
電流探傷プローブを用いて構成される渦電流探傷装置に
おいて、 前記渦電流探傷プローブは、同軸上に配置され、且つ差
動接続された径の異なる２個のコイルからなることを特
徴とする渦電流探傷装置。 - 【請求項２】交流駆動によって被試験体に誘起された渦
電流による磁場の変位を検出するためのコイルを含む渦
電流探傷プローブを用いて構成される渦電流探傷装置に
おいて、 前記コイルが菱形の各頂点部に中心を有するよう配置さ
れ、且つ菱形の対角線上に配置されている一対のコイル
が同相接続され、且つ同相接続された２組のコイルが差
動接続して渦電流探傷プローブが構成したことを特徴と
する渦電流探傷装置。 - 【請求項３】交流駆動によって被試験体に渦電流を誘起
し、且つ誘起された渦電流による磁場の変位を測定する
コイルを含む渦電流探傷プローブを用いて構成される自
己誘導方式の渦電流探傷装置において、 特性が同じである前記コイルが、菱形の各頂点部に中心
を有するよう配置され、 菱形の対角線上の頂点部に配置されている一対のコイル
が逆相接続され、且つ逆相接続された２組のコイルが差
動接続して渦電流探傷プローブが構成したことを特徴と
する渦電流探傷装置。 - 【請求項４】前記渦電流探傷プローブが複数個配列形成
され、隣り合う渦電流探傷プローブ間で前記菱形の各頂
点部に中心を有する四つのコイルの中の一つのコイルを
共有し、且つ渦電流探傷プローブを切り替える手段を具
備することを特徴とする請求項２又は３に記載の渦電流
探傷装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874296A JP3276295B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 渦電流探傷装置 |
| DE69736737T DE69736737T2 (de) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Wirbelstrom-fehlerdetektor |
| CA002240045A CA2240045C (en) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Eddy current flaw detector |
| PCT/JP1997/000936 WO1998015822A1 (fr) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Detecteur de defaut par courants de foucault |
| EP97907416A EP0884588B1 (en) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Eddy current flaw detector |
| US09/091,022 US6310476B1 (en) | 1996-10-09 | 1997-03-21 | Eddy current flaw detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874296A JP3276295B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 渦電流探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111279A true JPH10111279A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3276295B2 JP3276295B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=17462719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26874296A Expired - Lifetime JP3276295B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 渦電流探傷装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6310476B1 (ja) |
| EP (1) | EP0884588B1 (ja) |
| JP (1) | JP3276295B2 (ja) |
| CA (1) | CA2240045C (ja) |
| DE (1) | DE69736737T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998015822A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501267B1 (en) | 1998-08-06 | 2002-12-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Eddy-current flaw detector probe |
| JP2009545733A (ja) * | 2006-08-03 | 2009-12-24 | コミサリア ア レネルジ アトミク | 分離した放射／受信機能により導電部の渦電流検査を行う方法及びデバイス |
| WO2010134510A1 (ja) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | 住友金属工業株式会社 | 回転渦電流探傷プローブ |
| JP2013211354A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Ebara Corp | 渦電流センサ並びに研磨方法および装置 |
| KR101450842B1 (ko) * | 2007-09-20 | 2014-10-14 | 가부시키가이샤 겐시료쿠엔지니어링 | 와류탐상방법, 와류탐상장치 및 와류탐상 프로브 |
| CN105526854A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 上海交通大学 | 基于双线圈的微型电涡流传感器 |
| JP2017053635A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 株式会社Ihi | 探傷プローブおよび探傷方法 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7161350B2 (en) | 1999-09-07 | 2007-01-09 | Jentek Sensors, Inc. | Method for material property monitoring with perforated, surface mounted sensors |
| US7824244B2 (en) | 2007-05-30 | 2010-11-02 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for polishing a semiconductor wafer |
| WO2001022076A1 (en) | 1999-09-20 | 2001-03-29 | Jentek Sensors, Inc. | Eddy-current sensor arrays |
| GB2400445B (en) * | 1999-09-20 | 2004-11-24 | Jentek Sensors Inc | Testing substrate using eddy-current sensor arrays |
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