JPH11258211A - 渦流探傷装置 - Google Patents
渦流探傷装置Info
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- JPH11258211A JPH11258211A JP7485198A JP7485198A JPH11258211A JP H11258211 A JPH11258211 A JP H11258211A JP 7485198 A JP7485198 A JP 7485198A JP 7485198 A JP7485198 A JP 7485198A JP H11258211 A JPH11258211 A JP H11258211A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の励磁回路に簡易な改造を加えるだけ
で、非磁性鋼についても傷検出時のリフトオフノイズを
十分に小さく抑えて確実な傷検出を可能とする。 【解決手段】 励磁コイル１にコンデンサ６を直列接続
して共振回路を構成し、これらを発振回路４に接続す
る。共振状態の励磁コイル１により被探傷体の表層に渦
電流を生じさせ、被探傷体表面の傷による渦電流の変化
に応じて差動接続された検出コイル２，３に生じる出力
変化を増幅回路５で増幅する。増幅信号Ｓａ中の傷信号
とリフトオフノイズの位相差は大きく、同期検波によっ
て良好なＳ／Ｎ比で傷信号を得ることができる。
で、非磁性鋼についても傷検出時のリフトオフノイズを
十分に小さく抑えて確実な傷検出を可能とする。 【解決手段】 励磁コイル１にコンデンサ６を直列接続
して共振回路を構成し、これらを発振回路４に接続す
る。共振状態の励磁コイル１により被探傷体の表層に渦
電流を生じさせ、被探傷体表面の傷による渦電流の変化
に応じて差動接続された検出コイル２，３に生じる出力
変化を増幅回路５で増幅する。増幅信号Ｓａ中の傷信号
とリフトオフノイズの位相差は大きく、同期検波によっ
て良好なＳ／Ｎ比で傷信号を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は渦流探傷装置に関
し、特に、ＳＮ比の向上を図った渦流探傷装置に関する
ものである。
し、特に、ＳＮ比の向上を図った渦流探傷装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】渦流探傷装置は探傷プローブの励磁コイ
ルにより被探傷体たる鋼材等の表層に渦電流を生じさ
せ、鋼材表面の線状傷等による渦電流の変化に応じて上
記探傷プローブの検出コイルに現れる電圧変化より線状
傷等を検出するものである。図８に励磁コイル１と検出
コイル２，３の回路接続図を示す。励磁コイル１は所定
周波数の発振回路４に接続されており、一方、一対設け
られた検出コイル２，３は差動接続されて増幅回路５に
入力している。なお、４１は発振回路４の出力抵抗であ
る。
ルにより被探傷体たる鋼材等の表層に渦電流を生じさ
せ、鋼材表面の線状傷等による渦電流の変化に応じて上
記探傷プローブの検出コイルに現れる電圧変化より線状
傷等を検出するものである。図８に励磁コイル１と検出
コイル２，３の回路接続図を示す。励磁コイル１は所定
周波数の発振回路４に接続されており、一方、一対設け
られた検出コイル２，３は差動接続されて増幅回路５に
入力している。なお、４１は発振回路４の出力抵抗であ
る。
【０００３】ところで、増幅信号Ｓａには線状傷等によ
る傷信号以外に、検出コイル２，３と鋼材表面との間隔
変動によるリフトオフノイズが混入している。そこで従
来は、傷信号とリフトオフノイズの位相差に注目して、
増幅信号Ｓａを同期検波することによりリフトオフノイ
ズを抑制して傷信号を抽出するようにしている。
る傷信号以外に、検出コイル２，３と鋼材表面との間隔
変動によるリフトオフノイズが混入している。そこで従
来は、傷信号とリフトオフノイズの位相差に注目して、
増幅信号Ｓａを同期検波することによりリフトオフノイ
ズを抑制して傷信号を抽出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の渦流探
傷装置でステンレス等の非磁性鋼を探傷すると、傷信号
とリフトオフノイズの位相差が殆ど生じないため、同期
検波によってはリフトオフノイズを良好に抑制すること
ができなかった。そこで、倣い機構を使用して探傷プロ
ーブを鋼材表面に追従させ、これによってリフトオフノ
イズを小さく抑える試みがなされているが、捩じれや曲
がりのある棒鋼材等では倣い機構によってもリフトオフ
ノイズを十分低減することは困難であった。
傷装置でステンレス等の非磁性鋼を探傷すると、傷信号
とリフトオフノイズの位相差が殆ど生じないため、同期
検波によってはリフトオフノイズを良好に抑制すること
ができなかった。そこで、倣い機構を使用して探傷プロ
ーブを鋼材表面に追従させ、これによってリフトオフノ
イズを小さく抑える試みがなされているが、捩じれや曲
がりのある棒鋼材等では倣い機構によってもリフトオフ
ノイズを十分低減することは困難であった。
【０００５】なお、探傷プローブが鋼材表面から離れて
リフトオフ量が大きくなると、これに応じて検出コイル
の出力が低下するため、従来はリフトオフ量を検出する
センサを設けて増幅ゲインを調整している。しかし、探
傷プローブと別体にリフトオフ量を検出するセンサを設
ける必要があるという煩わしさがあった。
リフトオフ量が大きくなると、これに応じて検出コイル
の出力が低下するため、従来はリフトオフ量を検出する
センサを設けて増幅ゲインを調整している。しかし、探
傷プローブと別体にリフトオフ量を検出するセンサを設
ける必要があるという煩わしさがあった。
【０００６】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、従来の励磁回路に簡易な改造を加えるだけ
で、非磁性鋼についても傷検出時のリフトオフノイズを
十分に小さく抑えて確実な傷検出を可能とするととも
に、リフトオフ量を検出する別体のセンサを不要とした
渦流探傷装置を提供することを目的とする。
るもので、従来の励磁回路に簡易な改造を加えるだけ
で、非磁性鋼についても傷検出時のリフトオフノイズを
十分に小さく抑えて確実な傷検出を可能とするととも
に、リフトオフ量を検出する別体のセンサを不要とした
渦流探傷装置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、本第１発明では、励磁コイル（１）により被探傷体
の表層に渦電流を生じさせ、被探傷体表面の傷による渦
電流の変化に応じた検出コイル（２，３）の出力変化よ
り傷を検出する渦流探傷装置において、励磁コイル
（１）にコンデンサ（６）を接続して共振回路を構成す
る。この場合の励磁コイルとコンデンサの接続は、直列
ないし並列のいずれでも良い。
め、本第１発明では、励磁コイル（１）により被探傷体
の表層に渦電流を生じさせ、被探傷体表面の傷による渦
電流の変化に応じた検出コイル（２，３）の出力変化よ
り傷を検出する渦流探傷装置において、励磁コイル
（１）にコンデンサ（６）を接続して共振回路を構成す
る。この場合の励磁コイルとコンデンサの接続は、直列
ないし並列のいずれでも良い。
【０００８】本第１発明において、励磁コイルとコンデ
ンサとを共振させた状態で非磁性鋼の探傷を行うと、検
出コイルの出力中に含まれる傷信号とリフトオフノイズ
の位相差は十分大きくなる。したがって、検出コイルの
出力を同期検波すれば、リフトオフノイズを十分抑制し
て傷信号のみを抽出することができる。また、被探傷体
表面から十分離して励磁コイルとコンデンサとを共振さ
せ、これらを被探傷体表面に近づけると励磁コイルの両
端電圧は次第に小さくなる。これにより、検出コイルと
被探傷体表面との間隔（リフトオフ量）が変化してもそ
の出力振幅の変動を小さくすることができ、傷の深さ等
の検出を正確に行うことができる。
ンサとを共振させた状態で非磁性鋼の探傷を行うと、検
出コイルの出力中に含まれる傷信号とリフトオフノイズ
の位相差は十分大きくなる。したがって、検出コイルの
出力を同期検波すれば、リフトオフノイズを十分抑制し
て傷信号のみを抽出することができる。また、被探傷体
表面から十分離して励磁コイルとコンデンサとを共振さ
せ、これらを被探傷体表面に近づけると励磁コイルの両
端電圧は次第に小さくなる。これにより、検出コイルと
被探傷体表面との間隔（リフトオフ量）が変化してもそ
の出力振幅の変動を小さくすることができ、傷の深さ等
の検出を正確に行うことができる。
【０００９】本第１発明によれば、コンデンサを接続す
るだけの簡易な改造によって、非磁性鋼に生じた傷の存
在を確実に検出できるとともに、リフトオフ量を検出す
る別体のセンサを設けることなく傷の深さ等の検出を正
確に行うことができる。
るだけの簡易な改造によって、非磁性鋼に生じた傷の存
在を確実に検出できるとともに、リフトオフ量を検出す
る別体のセンサを設けることなく傷の深さ等の検出を正
確に行うことができる。
【００１０】本第２発明では、上記検出コイルの出力値
に励磁コイルの両端電圧を乗じて補正値を得、この補正
値の変化より傷を検出する。検出コイルと被探傷体表面
との間隔（リフトオフ量）が変化しても上記補正値の出
力振幅の変動は十分に小さく、したがって、傷の深さ等
の検出をより正確に行うことができる。
に励磁コイルの両端電圧を乗じて補正値を得、この補正
値の変化より傷を検出する。検出コイルと被探傷体表面
との間隔（リフトオフ量）が変化しても上記補正値の出
力振幅の変動は十分に小さく、したがって、傷の深さ等
の検出をより正確に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に本発明の
渦流探傷装置における励磁コイル１と検出コイル２，３
の接続を示す電気回路図である。図において、励磁コイ
ル１には直列にコンデンサ６が接続されて、これらが定
電圧の発振回路４に接続されている。また、一対の検出
コイル２，３は差動接続されて増幅回路５に入力してい
る。
渦流探傷装置における励磁コイル１と検出コイル２，３
の接続を示す電気回路図である。図において、励磁コイ
ル１には直列にコンデンサ６が接続されて、これらが定
電圧の発振回路４に接続されている。また、一対の検出
コイル２，３は差動接続されて増幅回路５に入力してい
る。
【００１２】このような渦流探傷装置において、上記発
振回路４の周波数を１ＭＨｚにするとともに、励磁コイ
ル１としてプリントコイルを使用して、上記コンデンサ
６の容量を変更しつつ増幅信号Ｓａ中の傷信号とリフト
オフノイズの位相、およびこれらの位相差を測定したも
のを図２に示す。図中、傷信号を黒四角の点で、リフト
オフノイズを黒菱形の点で示し、位相差を黒三角の点で
示す。図より明らかなように、傷信号とリフトオフノイ
ズの位相差はコンデンサ６の容量を０．００５μＦとし
た時に約２０度と最も大きくなっており、この時、励磁
コイル１とコンデンサ６とは共振状態になっている。ち
なみに、コンデンサ６の容量を０とした場合（すなわち
コンデンサを設けない従来装置の場合）には傷信号とリ
フトオフノイズの位相差は５度以下である。
振回路４の周波数を１ＭＨｚにするとともに、励磁コイ
ル１としてプリントコイルを使用して、上記コンデンサ
６の容量を変更しつつ増幅信号Ｓａ中の傷信号とリフト
オフノイズの位相、およびこれらの位相差を測定したも
のを図２に示す。図中、傷信号を黒四角の点で、リフト
オフノイズを黒菱形の点で示し、位相差を黒三角の点で
示す。図より明らかなように、傷信号とリフトオフノイ
ズの位相差はコンデンサ６の容量を０．００５μＦとし
た時に約２０度と最も大きくなっており、この時、励磁
コイル１とコンデンサ６とは共振状態になっている。ち
なみに、コンデンサ６の容量を０とした場合（すなわち
コンデンサを設けない従来装置の場合）には傷信号とリ
フトオフノイズの位相差は５度以下である。
【００１３】これは励磁コイル１としてソレノイドコイ
ルを使用した場合にも同様であり、この時の増幅信号Ｓ
ａ中の傷信号とリフトオフノイズの各位相、および位相
差の、コンデンサ６の容量に応じた変化を図３に示す。
図より明らかなように、傷信号とリフトオフノイズの位
相差はコンデンサ６の容量を０．００１μＦとした時に
約３０度と最も大きくなっており、この時、励磁コイル
１とコンデンサ６とは共振状態になっている。ちなみ
に、コンデンサ６の容量を０とした場合（すなわちコン
デンサを設けない従来装置の場合）には傷信号とリフト
オフノイズの位相差は２０度以下となっている。
ルを使用した場合にも同様であり、この時の増幅信号Ｓ
ａ中の傷信号とリフトオフノイズの各位相、および位相
差の、コンデンサ６の容量に応じた変化を図３に示す。
図より明らかなように、傷信号とリフトオフノイズの位
相差はコンデンサ６の容量を０．００１μＦとした時に
約３０度と最も大きくなっており、この時、励磁コイル
１とコンデンサ６とは共振状態になっている。ちなみ
に、コンデンサ６の容量を０とした場合（すなわちコン
デンサを設けない従来装置の場合）には傷信号とリフト
オフノイズの位相差は２０度以下となっている。
【００１４】このように、励磁コイル１と共振状態とな
るようにコンデンサ６の容量を選択してこれを励磁コイ
ル１に直列に接続することにより、増幅信号Ｓａ中の傷
信号とリフトオフノイズの位相差を十分大きくすること
ができ、同期検波によってリフトオフノイズを小さく抑
えて傷信号のＳＮ比を向上させることができる。
るようにコンデンサ６の容量を選択してこれを励磁コイ
ル１に直列に接続することにより、増幅信号Ｓａ中の傷
信号とリフトオフノイズの位相差を十分大きくすること
ができ、同期検波によってリフトオフノイズを小さく抑
えて傷信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００１５】次に、図４に示すように、励磁コイル１と
してソレノイドコイルを使用した探傷プローブＰを被探
傷体Ｍの表面からその影響を受けない十分な距離（リフ
トオフ量）Ｈだけ離した時の励磁電圧（励磁コイル１の
両端電圧）の振幅ａを測定するとともに、探傷プローブ
Ｐを被探傷体Ｍの表面に距離ｈまで接近させた時の励磁
電圧の振幅ｂを測定し、これらの振幅比（ａ／ｂ）を算
出する。上記コンデンサ６の容量を種々変更して振幅比
（ａ／ｂ）を算出したものを図５に示す。図より明らか
なように、コンデンサ６の容量を０．００１μＦに設定
した時に振幅比（ａ／ｂ）は１．７程度と最も大きくな
る。これは、被探傷体Ｍの表面からその影響を受けない
十分な距離Ｈだけ離してコンデンサ６と励磁コイル１を
共振状態にしておくと、探傷プローブＰを被探傷体Ｍの
表面に近づけるにつれてその影響を受けて共振点がず
れ、励磁電圧が急速に小さくなるためであり、これによ
りリフトオフ変動による傷信号変化が軽減される。
してソレノイドコイルを使用した探傷プローブＰを被探
傷体Ｍの表面からその影響を受けない十分な距離（リフ
トオフ量）Ｈだけ離した時の励磁電圧（励磁コイル１の
両端電圧）の振幅ａを測定するとともに、探傷プローブ
Ｐを被探傷体Ｍの表面に距離ｈまで接近させた時の励磁
電圧の振幅ｂを測定し、これらの振幅比（ａ／ｂ）を算
出する。上記コンデンサ６の容量を種々変更して振幅比
（ａ／ｂ）を算出したものを図５に示す。図より明らか
なように、コンデンサ６の容量を０．００１μＦに設定
した時に振幅比（ａ／ｂ）は１．７程度と最も大きくな
る。これは、被探傷体Ｍの表面からその影響を受けない
十分な距離Ｈだけ離してコンデンサ６と励磁コイル１を
共振状態にしておくと、探傷プローブＰを被探傷体Ｍの
表面に近づけるにつれてその影響を受けて共振点がず
れ、励磁電圧が急速に小さくなるためであり、これによ
りリフトオフ変動による傷信号変化が軽減される。
【００１６】コンデンサ６を設けていない従来の渦流探
傷装置では、図６の線ｘで示すように、リフトオフ量が
大きくなるにしたがって増幅信号Ｓａ（図１）が急速に
小さくなる。これに対して本発明では、リフトオフ量が
大きくなると励磁電圧の振幅が大きくなるから、図６の
線ｙで示すように、増幅信号Ｓａの低下の度合いを小さ
く抑えることができる。例えば、リフトオフ量１〜３ｍ
ｍの間で探傷プローブＰを使用する場合、従来装置では
増幅信号Ｓａは１／３以下に低下するのに対して、０．
００１μＦのコンデンサ６を付加した本実施形態では、
増幅信号Ｓａの低下は１／２．５程度に抑えられる。さ
らに、増幅信号Ｓａの値に励磁電圧の値を乗じて補正す
ると、補正値は図６の線ｚで示すようなものとなり、こ
の場合の補正値の低下はリフトオフ量１〜３ｍｍの間で
３／４程度である。したがって、この補正値を同期検波
して傷信号を得るようにすれば、従来のようにリフトオ
フ量のセンサやゲイン調整を要することなく、常に適正
な傷検出が可能である。
傷装置では、図６の線ｘで示すように、リフトオフ量が
大きくなるにしたがって増幅信号Ｓａ（図１）が急速に
小さくなる。これに対して本発明では、リフトオフ量が
大きくなると励磁電圧の振幅が大きくなるから、図６の
線ｙで示すように、増幅信号Ｓａの低下の度合いを小さ
く抑えることができる。例えば、リフトオフ量１〜３ｍ
ｍの間で探傷プローブＰを使用する場合、従来装置では
増幅信号Ｓａは１／３以下に低下するのに対して、０．
００１μＦのコンデンサ６を付加した本実施形態では、
増幅信号Ｓａの低下は１／２．５程度に抑えられる。さ
らに、増幅信号Ｓａの値に励磁電圧の値を乗じて補正す
ると、補正値は図６の線ｚで示すようなものとなり、こ
の場合の補正値の低下はリフトオフ量１〜３ｍｍの間で
３／４程度である。したがって、この補正値を同期検波
して傷信号を得るようにすれば、従来のようにリフトオ
フ量のセンサやゲイン調整を要することなく、常に適正
な傷検出が可能である。
【００１７】（第２実施形態）共振用のコンデンサ６を
図７に示すように励磁コイル１に並列に接続し、これら
を定電流の発振回路４に接続しても、上記第１実施形態
と同様の作用効果が得られる。この場合も共振時に励磁
電圧が極大となるから、被探傷体表面からその影響を受
けない十分な距離だけ離してコンデンサ６と励磁コイル
１を共振状態にしておく必要がある。
図７に示すように励磁コイル１に並列に接続し、これら
を定電流の発振回路４に接続しても、上記第１実施形態
と同様の作用効果が得られる。この場合も共振時に励磁
電圧が極大となるから、被探傷体表面からその影響を受
けない十分な距離だけ離してコンデンサ６と励磁コイル
１を共振状態にしておく必要がある。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明の渦流探傷装置に
よれば、リフトオフノイズを十分に小さく抑えて確実な
傷検出を可能とするとともに、リフトオフ量を検出する
別体のセンサも不要である。
よれば、リフトオフノイズを十分に小さく抑えて確実な
傷検出を可能とするとともに、リフトオフ量を検出する
別体のセンサも不要である。
【図１】励磁コイルと検出コイルの接続を示す電気回路
図である。
図である。
【図２】コンデンサ容量に対する位相差等の変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】コンデンサ容量に対する位相差等の変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】探傷プローブのリフトオフ量と励磁電圧の大き
さの関係を示す概略図である。
さの関係を示す概略図である。
【図５】コンデンサ容量に対する振幅比の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】リフトオフ量に対する増幅信号の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
１…励磁コイル、２，３…検出コイル、４…発振回路、
５…増幅回路、６…コンデンサ。
５…増幅回路、６…コンデンサ。
【手続補正書】
【提出日】平成１０年６月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における、励磁コイルと
検出コイルの接続を示す電気回路図である。
検出コイルの接続を示す電気回路図である。
【図２】コンデンサ容量に対する位相差等の変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】コンデンサ容量に対する位相差等の変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】探傷プローブのリフトオフ量と励磁電圧の大き
さの関係を示す概略図である。
さの関係を示す概略図である。
【図５】コンデンサ容量に対する振幅比の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】リフトオフ量に対する増幅信号の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】本発明の第２実施形態における、励磁コイルと
検出コイルの接続を示す電気回路図である。
検出コイルの接続を示す電気回路図である。
【図８】従来の励磁コイルと検出コイルの接続を示す電
気回路図である。
気回路図である。
【符号の説明】 １…励磁コイル、２，３…検出コイル、４…発振回路、
５…増幅回路、６…コンデンサ。
５…増幅回路、６…コンデンサ。
Claims (2)
- 【請求項１】 励磁コイルにより被探傷体の表層に渦電
流を生じさせ、被探傷体表面の傷による渦電流の変化に
応じた検出コイルの出力変化より傷を検出する渦流探傷
装置において、前記励磁コイルにコンデンサを接続して
共振回路を構成したことを特徴とする渦流探傷装置。 - 【請求項２】 前記検出コイルの出力値に前記励磁コイ
ルの両端電圧を乗じて補正値を得、この補正値の変化よ
り傷を検出するようにした請求項１に記載の渦流探傷装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07485198A JP4006816B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 渦流探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07485198A JP4006816B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 渦流探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258211A true JPH11258211A (ja) | 1999-09-24 |
| JP4006816B2 JP4006816B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=13559245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07485198A Expired - Lifetime JP4006816B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 渦流探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4006816B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN103760234A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-04-30 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种用谐振频率变化提高涡流检测极限灵敏度的设计方法 |
| JP2015102513A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 横河電機株式会社 | 金属異物検出装置および渦電流探傷装置 |
| CN104833720A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-12 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 单一线圈电磁谐振检测金属管道损伤的方法 |
| CN105044201A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-11 | 国家电网公司 | 一种马鞍形开放式涡流检测装置及涡流探测方法 |
| CN105044202A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-11 | 国家电网公司 | 一种基于马鞍形开放式双通道涡流探头的检测系统及方法 |
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| JP2019128161A (ja) * | 2018-01-19 | 2019-08-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 解析方法、解析プログラム、および解析装置 |
| CN111257410A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-06-09 | 四川德源石油天然气工程有限公司 | 一种多层pcb差分涡流检测传感器 |
-
1998
- 1998-03-09 JP JP07485198A patent/JP4006816B2/ja not_active Expired - Lifetime
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