JPS5927863B2 - Eddy current flaw detection equipment - Google Patents

Eddy current flaw detection equipment

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JPS5927863B2
JPS5927863B2 JP10264279A JP10264279A JPS5927863B2 JP S5927863 B2 JPS5927863 B2 JP S5927863B2 JP 10264279 A JP10264279 A JP 10264279A JP 10264279 A JP10264279 A JP 10264279A JP S5927863 B2 JPS5927863 B2 JP S5927863B2
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phase
flaw detection
amplitude
output
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俊 日比野
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NIPPON KADENRYU KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は材料における欠陥を検出する渦電流探傷装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an eddy current flaw detection device for detecting defects in materials.

従来、この種の装置は試験材とコイルとの相対位置を変
化させ、自己誘導又は相互誘導を応用して試験材に渦電
流を発生せしめ、試験材の欠陥部で渦電流が変化すると
二次的にコイルのインピーダンスが変化することから、
このインピーダンスの変化をベクトル的に解析すること
で傷の判別を行つている。
Conventionally, this type of device changes the relative position of the test material and the coil, applying self-induction or mutual induction to generate eddy current in the test material, and when the eddy current changes at a defective part of the test material, a secondary Since the impedance of the coil changes,
Flaws are identified by vectorial analysis of changes in impedance.

一般にコイルインピーダンスの変化はブリッジ又は同等
の回路を用いて電圧又は電流の変化として検出し、増幅
し、演算処理している。この際にコイルインピーダンス
は温度等によつて常に変化するため、ブリッジの平衡は
時間と共にくずれてゆく。一方欠陥によるインピーダン
スの変化は時間的に急激であるので、ブリッジに自動平
衡をかけて平衡速度に時定数をもたせておき、欠陥によ
るインピーダンスの変化のみに応答する平衡ブリッジと
なるように構成している。このような構成の交流ブリッ
ジには調整アームが2つある。
Generally, changes in coil impedance are detected as changes in voltage or current using a bridge or equivalent circuit, amplified, and processed. At this time, since the coil impedance constantly changes due to temperature and other factors, the balance of the bridge is lost over time. On the other hand, since changes in impedance due to defects are rapid over time, the bridge is automatically balanced so that the equilibrium speed has a time constant, so that the bridge is configured to respond only to changes in impedance due to defects. There is. An AC bridge with such a configuration has two adjusting arms.

すなわちブリッジ出力電圧の振幅を調整するアームとブ
リッジ出力電圧の位相を調整するアームとの2つあつて
、バランスを達成するためにはこの2個の独立な操作を
必要とする。第1図は従来方式の一例の構成を示す回路
図である。同図において、初期状態時にブリッジ1のバ
ランスをとつておく必要がある。この初期状態では、ブ
リツジの出力電圧Dは振幅及び位相が不定であるから、
位相検波器3におけるA,b間の位相差が90、となる
ようにO〜180,位相器6を調整すると、位相検波器
3の出力は位相調整アームのコイルL1のインダクタン
スを調整して、ブリツジAとBとの位相を等しくする。
しかし、この際に前記インダクタンスを調整することに
よつてAとBとの間の振幅も変化を生じる問題点がある
。また位相検波器5におけるA,c間の位相は先のA,
b間を905とすることによつて同位相に保たれ、位相
検波器5の出力はブリツジ1の振幅調整アームの抵抗R
1を調整することによて、A,B間の電圧振幅を等しく
する。しかしこのとき若干の位相変化を伴う問題点を生
じる。すなわち、従来方式では1対の位相検波器を用い
てブリツジ出力電圧の振幅差と位相差の検出を行うが、
位相検波器は2つの信号の振幅差及び位相差に対応する
出力信号を取り出すために、両者を完全に分離して処理
することがむずかしい欠点があつた。またブリツジの出
力電圧を大きい値で取り出すことができれば、信号対雑
音比を向上させることによつて、雑音対策の諸手段を省
いて装置の小型化ができることになる。本発明は上記問
題点の解決のためになされたもので、探傷に基づくコイ
ルのインピーダンス変化分を能率よく取り出すブリツジ
回路を備え、該ブリツジ回路出力電圧の振幅変化と位相
変化とのバランスを簡単な回路で実現した渦電流探傷装
置の提供を目的とし、2つのアームの夫々に振幅と位相
とが等しくかつ定電流化された交流発振器と同一値を有
する抵抗体との直列回路を接続し、残りの2つのアーム
の夫々に物理定数の同一なコイルを接続するか、若しく
は1つのアームにコイルを他の1つのアームには抵抗体
を接続し、かつこの2つのコイルの接続点を接地Eして
なるプリツジ J回路101と、前記接地端子Eに対す
るブリツジ回路101の2つの出力電圧の振輻を同一と
すると共に出力電圧に該調整動作を積分回路により遅延
させてなる振幅一定化回路102と、該振幅一定化回路
を介したブリツジ回路101の接地端子 TEに対する
2つの出力電圧の位相を同一とすると共に出力電圧に該
調整動作を積分回路により遅延させてなる位相一定化回
路103を備え、ブリツジ回路101において不用意に
生じた出力電圧の)振幅のアンバランスは振幅一定化回
路102における出力端子間の電圧の振幅差に対応した
電圧の調整によつて行い、ブリツジ回路101における
不用意に生じた位相のアンバランスは位相一致回路10
3に用いた位相検波器の出力信号の調整によつて行うよ
うにしたものである。
That is, there are two arms, one for adjusting the amplitude of the bridge output voltage and the other for adjusting the phase of the bridge output voltage, and these two independent operations are required to achieve balance. FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an example of a conventional system. In the figure, it is necessary to keep the balance of the bridge 1 in the initial state. In this initial state, the output voltage D of the bridge has indefinite amplitude and phase, so
When the phase detector 6 is adjusted so that the phase difference between A and b in the phase detector 3 is 90, the output of the phase detector 3 is adjusted by adjusting the inductance of the coil L1 of the phase adjustment arm. Make the phases of bridges A and B equal.
However, there is a problem in that adjusting the inductance at this time also causes a change in the amplitude between A and B. Also, the phase between A and c in the phase detector 5 is the previous A,
The phase is maintained in the same phase by setting 905 between
1, the voltage amplitudes between A and B are made equal. However, at this time, a problem occurs that involves a slight phase change. In other words, in the conventional method, a pair of phase detectors are used to detect the amplitude difference and phase difference of the bridge output voltage.
The phase detector has the disadvantage that it is difficult to completely separate and process two signals in order to extract output signals corresponding to the amplitude difference and phase difference between the two signals. Furthermore, if the output voltage of the bridge can be taken out at a large value, the signal-to-noise ratio can be improved, thereby making it possible to reduce the size of the device by omitting various noise countermeasure measures. The present invention has been made to solve the above problems, and includes a bridge circuit that efficiently extracts the impedance change of the coil based on flaw detection, and easily balances the amplitude change and phase change of the bridge circuit output voltage. With the aim of providing an eddy current flaw detection device realized by a circuit, a series circuit consisting of an alternating current oscillator with equal amplitude and phase and a constant current and a resistor having the same value is connected to each of the two arms, and the remaining Connect a coil with the same physical constant to each of the two arms, or connect a coil to one arm and a resistor to the other arm, and ground the connection point of these two coils. a bridge circuit 101 consisting of a bridge circuit 101, and an amplitude constant circuit 102 which makes the amplitudes of the two output voltages of the bridge circuit 101 with respect to the ground terminal E the same, and delays the adjustment operation of the output voltage by an integrating circuit; The bridge circuit 101 is provided with a phase stabilization circuit 103 which makes the phases of the two output voltages to the ground terminal TE the same through the amplitude stabilization circuit and delays the adjustment operation to the output voltage by an integrator circuit. The unbalance in the amplitude (of the output voltage) that occurs inadvertently in the circuit 101 is corrected by adjusting the voltage corresponding to the amplitude difference in voltage between the output terminals in the amplitude constant circuit 102. The phase unbalance is detected by the phase matching circuit 10.
This is done by adjusting the output signal of the phase detector used in 3.

以下本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本実施例の構成を示すプロツク図であつて、ブ
リツジ回路101は2つのアームの夫々に振幅と位相と
が等しい交流発振器0SC1,0SC2と同一値の抵抗
Rl,R2との直列回路とし、残りの2つのアームに夫
々物理定数の同一なコイルLl,L2とし、2つのコイ
ルL1とL2との接続点を接地Eしてなる。またVl,
V2は抵抗Rl,R2の電圧降下を検出する電圧検出器
であつて、オペアンプAl,A2はこの検出電圧と基準
電圧源20との差電圧を取り出して交流発振器0SC1
,0SC2を定電流化する装置である。振幅一定化回路
102はブリツジ回路101の接地端子Eに対する2つ
の出力電圧A,Bの振幅を同一とする回路であつて、ブ
リツジ回路101の一方の出力Aに接続された自動利得
制御増幅器11と、該自動利得制御増幅器11の出力C
とブリツジ回路101の他方の出力Bとに夫々接続され
た2つの整流回路12,13と、これら2つの整流回路
12,13の出力差を取り出してこの差電圧によつて自
動利得制御増幅器11の出力電圧を、この自動利得制御
増幅器内部に設けた積分回路を介して制御する引算器1
4とからなる。積分回路は、自動利得制御増幅器11と
整流回路12との間、又は整流回路12と引算器14と
の間、更には、引算器14と自動利得制御増幅器11と
の間に挿入されるものである。位相一定化回路103は
自動利得制御増幅器11の出力Cに接続された位相回路
15と、該位相回路15の出力Dとブリツジ回路101
の他方の出力Bを入力とし、その出力電圧によつて位相
回路15の位相を該位相回路に内蔵した積分回路を介し
て制御する位相検波器17と、前記位相回路15の出力
Dとブリツジ回路101の他方の出力Bとの差電圧を取
り出す引算器18とからなる。積分回路は、位相回路1
5と位相検波器17との間、又は位相検波器17と位相
回路15との間に挿入されるものである。第3図はブリ
ツジ回路101において故意に生じた振幅のアンバラン
スの調整を説明するための振幅一定化回路102の具体
的回路の一例を示す図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of this embodiment, and the bridge circuit 101 is a series circuit of two arms, each having AC oscillators 0SC1 and 0SC2 with the same amplitude and phase, and resistors Rl and R2 with the same value. The remaining two arms are provided with coils Ll and L2 having the same physical constants, respectively, and the connection point between the two coils L1 and L2 is grounded E. Also Vl,
V2 is a voltage detector that detects the voltage drop across resistors Rl and R2, and operational amplifier Al and A2 take out the difference voltage between this detected voltage and the reference voltage source 20 and output it to the AC oscillator 0SC1.
,0SC2 is a device that makes the current constant. The amplitude stabilization circuit 102 is a circuit that makes the amplitudes of two output voltages A and B relative to the ground terminal E of the bridge circuit 101 the same, and is connected to the automatic gain control amplifier 11 connected to one output A of the bridge circuit 101. , the output C of the automatic gain control amplifier 11
and the other output B of the bridge circuit 101, and the output difference between these two rectifier circuits 12 and 13 is taken out and the automatic gain control amplifier 11 is controlled by this difference voltage. A subtracter 1 that controls the output voltage via an integrating circuit provided inside the automatic gain control amplifier.
It consists of 4. The integrating circuit is inserted between the automatic gain control amplifier 11 and the rectifier circuit 12, between the rectifier circuit 12 and the subtracter 14, or further between the subtracter 14 and the automatic gain control amplifier 11. It is something. The phase stabilization circuit 103 includes a phase circuit 15 connected to the output C of the automatic gain control amplifier 11, and an output D of the phase circuit 15 and the bridge circuit 101.
a phase detector 17 which receives the other output B of the phase detector 17 as an input and controls the phase of the phase circuit 15 according to the output voltage via an integrating circuit built in the phase circuit; and the output D of the phase circuit 15 and the bridge circuit. 101 and a subtracter 18 that extracts the voltage difference between the output B and the other output B of the output terminal 101. The integrating circuit is phase circuit 1
5 and the phase detector 17, or between the phase detector 17 and the phase circuit 15. FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific circuit of the amplitude constant circuit 102 for explaining adjustment of the amplitude imbalance intentionally generated in the bridge circuit 101.

同図において、自動利得制御増幅器11はオペアンプか
らなり、引算器14としては差動増幅器21と該差動増
幅器の出力を印加され前記オペアンプ11を駆動する電
界効果トランジスタFETlとからなる。なお、22は
差動増幅器21のオフセツト調整用端子間に接続された
可変抵抗である。積分回路25は、図示例において、整
流回路12と差動増幅器21との間に挿入されている。
また、第4図はブリツジ回路101において故意に生じ
た位相のアンバランスの調整を説明するための位相一定
化回路103における位相回路15の具体的回路の一例
を示す図である。
In the figure, the automatic gain control amplifier 11 is composed of an operational amplifier, and the subtracter 14 is composed of a differential amplifier 21 and a field effect transistor FET1 which drives the operational amplifier 11 to which the output of the differential amplifier is applied. Note that 22 is a variable resistor connected between the offset adjustment terminals of the differential amplifier 21. Integrating circuit 25 is inserted between rectifying circuit 12 and differential amplifier 21 in the illustrated example.
Further, FIG. 4 is a diagram showing an example of a specific circuit of the phase circuit 15 in the phase stabilizing circuit 103 for explaining the adjustment of the phase imbalance intentionally generated in the bridge circuit 101.

同図において、オペアンプ23の一方の入力は位相検波
器17の出力電圧が印加され、他方の入力は直流電源に
両端を接続した可変抵抗器24の可変端子から供給され
る。
In the figure, the output voltage of the phase detector 17 is applied to one input of the operational amplifier 23, and the other input is supplied from the variable terminal of a variable resistor 24 whose both ends are connected to a DC power supply.

オペアンプ23の出力は電界効果トランジスタFET2
を介して位相回路15を駆動する。なお上記オペアンプ
23とEFT2とは位相回路15に内蔵されているもの
とする。積分回路26は、図示例において、位相検波器
17とオペアンプ23との間に挿入されている。上記構
成からなる本実施例の動作を次に説明する。
The output of the operational amplifier 23 is a field effect transistor FET2
The phase circuit 15 is driven through. It is assumed that the operational amplifier 23 and the EFT 2 are built into the phase circuit 15. Integrating circuit 26 is inserted between phase detector 17 and operational amplifier 23 in the illustrated example. The operation of this embodiment having the above configuration will be described next.

第2図において、交流発振器0SC1と0SC2とは同
相、同振幅であり、かつ定電流化されており、抵抗Rl
,R2は相等しく、コイルL,,L2は物理定数の等し
い1対のコイルであるから、ブリツジ回路101の出力
端子A,Bの電圧は同相、同振幅である。L1又はL2
のインピーダンスが変化すると、端子A,B間電圧の位
相と振幅とに差を生じる。振幅についてみると、端子B
,C間の電圧を整流器13,12で整流した後、引算器
14で差電圧を取り出しているので、この差電圧は端子
B,Cの振幅差に対応した大きさの正又は負の直流電圧
となる。この電圧は自動利得制御幅器11を制御して、
端子B,Cの電圧振幅を等しくするように作用する。位
相についてみると、位相検波器17はその一方の入力に
はB端子の電圧、他方の入力にはD端子の電圧を印加す
る。すでに端子B,Dの電圧の振幅は等しいので、位相
検波器17はこれら2つの信号の位相差に比例した直流
電圧を出力する。
In FIG. 2, AC oscillators 0SC1 and 0SC2 have the same phase and amplitude, and are constant current, and resistor Rl
, R2 are equal in phase, and the coils L, , L2 are a pair of coils with equal physical constants, so the voltages at the output terminals A and B of the bridge circuit 101 are in phase and have the same amplitude. L1 or L2
When the impedance changes, a difference occurs in the phase and amplitude of the voltage between terminals A and B. Regarding the amplitude, terminal B
, C is rectified by the rectifiers 13 and 12, and then the difference voltage is extracted by the subtracter 14, so this difference voltage is a positive or negative direct current of a magnitude corresponding to the amplitude difference between terminals B and C. voltage. This voltage is controlled by the automatic gain control amplifier 11.
It acts to equalize the voltage amplitudes of terminals B and C. Regarding the phase, the phase detector 17 applies the voltage at the B terminal to one input and the voltage at the D terminal to the other input. Since the amplitudes of the voltages at terminals B and D are already equal, the phase detector 17 outputs a DC voltage proportional to the phase difference between these two signals.

従つて、この出力電圧は位相回路15を制御してB,D
各端子の電圧を常に同相なるように作用する。しかして
、同振幅、同位相の2信号を引算器18の入力とするの
で、この引算器の出力19は零となる。また引算器14
と位相検波器17の出力は、ローパスフイルタとしても
機能する適当な積分回路を介して自動利得制御増幅器1
1と位相回路15を制御するので、ノイズなどによる時
間的にゆるやかなインピーダンス変化では出力19は零
となり、出力19は探傷による急激なノンピーダンス変
化分の信号を出力するようになる。つまり、探傷以外に
よるブリツジ回路101から出力される各信号間の振幅
及び位相の変動は、温度等に起因して生ずるものである
から、変化の態様が緩やかである。従つて、夫々振幅の
異なる自動利得制御増幅器11の出力とブリツジ回路1
01の他方の出力とを引算器14にて処理する際に自動
利得制御器11の出力を整流回路12にて整流した後、
該整流回路12の出力を、積分回路により、ブリツジ回
路101の他方の出力に対しζ、積分回路の時定数によ
り定まる時間だけ遅延させで、引算器14に入力させて
も、遅延時間内での自動利得制御増幅器11の出力が大
幅に変化するといつたことがなく、ブリツジ回路101
の両出力の振幅が、略常時同一に調整される。一方、探
傷時にはブリツジ回路101の平衡が崩れて、該ブリツ
ジ回路101からは、振幅乃至位相が急激に変化をする
探傷信号が出力されて、振幅一定化回路102に入力さ
れる。振幅一定化回路102は、前記ブリツジ回路10
1の一方の出力が積分回路25により遅延される。この
ため、引算器14により制御される自動利得制御増幅器
11から出力される信号と、ブリツジ回路101の他方
の出力信号との間の振幅は、調整動作が働かずに、相違
した状態のまま位相一定化回路103に入力される。位
相一定化回路103は、前記振幅一定化回路102と同
様に積分回路26が介在されているが、探傷時以外の温
度等による各信号間の位相の変動は、緩やかであるため
、位相回路15からの出力の位相が大幅に変化するとい
つたことがなく、このため各信号間の位相が略常時同一
に調整される。探傷時においては、各信号間の位相が急
激に変動するため、積分回路の介在により調整動作が遅
延されることから、該遅延時間内での位相の同一化のた
めの調整動作が働かない。従つて、探傷時において、各
信号間の急激に変動する振幅及び位相に対応した探傷信
号力功1算器18から出力される。なお、渦電流検出前
の初期状態において、例えば発振器0SC1,0SC2
、コイルLl,L2、抵抗Rl,R2が変化してブリツ
ジ回路101のバランスがとれていない場合において、
ブリツジ回路101の出力電圧の振幅変化については、
第3図に示される如く、引算器14として使用する差動
増幅器21におけるオフセツト調節用端子間の可変抵抗
器22を調整すると、電界効果トランジスタFETlは
電圧変化によつて内部抵抗が変化する素子であることか
ら、FETlを流れる電流が変化し、この電流変化によ
つて自動利得制御増幅器11の利得が変つて、ブリツジ
回路101の出力振幅が一定となる。またブリツジ回路
101の出力電圧の位相変化については、第4図に示さ
れる如く、オペアンプ23の他方の入力を可変抵抗器2
4を調整することによつて、オペアンプ23の出力電圧
が変り、電界効果トランジスタFET2の電流が変る。
従つて位相回路15の位相が変つて該位相回路の入、出
電圧の位相を一定とすることができる。以上説明から本
実施例では、ブリツジ回路101の出力電圧の振幅差の
検出に、従来方式のように位相検波器を2個も使用する
ことなく、振幅差検出には位相は無関係となつた。
Therefore, this output voltage is controlled by the phase circuit 15 to
It acts so that the voltage at each terminal is always in phase. Since the two signals having the same amplitude and the same phase are input to the subtracter 18, the output 19 of this subtracter becomes zero. Also, subtractor 14
The output of the phase detector 17 is passed to the automatic gain control amplifier 1 via a suitable integrating circuit which also functions as a low-pass filter.
1 and the phase circuit 15, the output 19 becomes zero when the impedance changes slowly over time due to noise, etc., and the output 19 outputs a signal corresponding to a rapid non-pedance change due to flaw detection. In other words, fluctuations in amplitude and phase between the signals output from the bridge circuit 101 due to reasons other than flaw detection are caused by temperature or the like, and therefore the changes are gradual. Therefore, the output of the automatic gain control amplifier 11 and the bridge circuit 1 have different amplitudes.
After rectifying the output of the automatic gain controller 11 in the rectifier circuit 12 when processing the other output of 01 in the subtracter 14,
Even if the output of the rectifier circuit 12 is delayed by an integrator circuit with respect to the other output of the bridge circuit 101 by a time determined by the time constant of the integrator circuit, and is input to the subtracter 14, the result is still within the delay time. It has never been reported that the output of the automatic gain control amplifier 11 of the bridge circuit 101 changes significantly.
The amplitudes of both outputs are adjusted to be substantially the same at all times. On the other hand, during flaw detection, the balance of the bridge circuit 101 is disrupted, and a flaw detection signal whose amplitude or phase changes rapidly is output from the bridge circuit 101 and input to the amplitude stabilization circuit 102. The amplitude constant circuit 102 includes the bridge circuit 10
1 is delayed by the integrating circuit 25. Therefore, the amplitude between the signal output from the automatic gain control amplifier 11 controlled by the subtracter 14 and the other output signal of the bridge circuit 101 remains in a different state without any adjustment operation. The signal is input to the phase stabilization circuit 103. The phase stabilization circuit 103 has an integrating circuit 26 interposed in the same way as the amplitude stabilization circuit 102, but since the phase variation between each signal due to temperature etc. other than during flaw detection is gradual, the phase stabilization circuit 15 There has never been a case where the phase of the output from the signal changes significantly, so the phase between each signal is adjusted to be substantially the same at all times. During flaw detection, since the phase between each signal changes rapidly, the adjustment operation is delayed due to the intervention of the integrating circuit, so the adjustment operation for equalizing the phases does not work within the delay time. Therefore, during flaw detection, flaw detection signals corresponding to rapidly changing amplitudes and phases between signals are output from the multiplier 18. In addition, in the initial state before eddy current detection, for example, the oscillators 0SC1, 0SC2
, when the bridge circuit 101 is not balanced due to changes in the coils Ll, L2 and the resistors Rl, R2,
Regarding the amplitude change of the output voltage of the bridge circuit 101,
As shown in FIG. 3, when the variable resistor 22 between the offset adjustment terminals of the differential amplifier 21 used as the subtracter 14 is adjusted, the field effect transistor FETl becomes an element whose internal resistance changes with voltage changes. Therefore, the current flowing through FETl changes, and this current change changes the gain of automatic gain control amplifier 11, so that the output amplitude of bridge circuit 101 becomes constant. Regarding the phase change of the output voltage of the bridge circuit 101, as shown in FIG.
By adjusting 4, the output voltage of the operational amplifier 23 changes, and the current of the field effect transistor FET2 changes.
Therefore, the phase of the phase circuit 15 changes, and the phases of the input and output voltages of the phase circuit can be kept constant. As explained above, in this embodiment, two phase detectors are not used as in the conventional method to detect the amplitude difference between the output voltages of the bridge circuit 101, and the phase is irrelevant to the detection of the amplitude difference.

また位相検出器17はすでに振幅の等しい信号を取りあ
つかうために、信号成分の振幅と位相とは全く独立して
処理することができるので、回路設計がきわめて簡単と
なる。また本実施例のブリツジ回路101は第2図に示
されるように、交流発振器0SC1と0SC2とは出力
電圧の振幅と位相とが等しく設定されているので、交流
発振器0SC1,0SC2の出力電流は抵抗Rl,R2
を通りコイルLl,L2を介して:÷J゜:゛Lt?奢
−:;I.―:”Rl,R2の両端に電圧検出器Vl,
V2を設けていることから、検出電圧を一定電圧となる
ように0SC1,0SC2の出力電圧を可変として定電
流化する。
Further, since the phase detector 17 already handles signals having the same amplitude, the amplitude and phase of the signal components can be processed completely independently, so the circuit design is extremely simple. Furthermore, as shown in FIG. 2, in the bridge circuit 101 of this embodiment, the amplitude and phase of the output voltage of the AC oscillators 0SC1 and 0SC2 are set to be equal, so that the output current of the AC oscillators 0SC1 and 0SC2 is Rl, R2
through coils Ll and L2: ÷J゜:゛Lt? Luxury:;I. --:"Voltage detector Vl, across Rl and R2,
Since V2 is provided, the output voltages of 0SC1 and 0SC2 are made variable to make the current constant so that the detection voltage becomes a constant voltage.

これに対して第1図に示された従来方式のブリツジ1に
おいては、交流者振器は1個であつて、かつ探傷による
コイルL1とL2とのインピーダンス変化は必ずしも同
時刻に発生するとは限らないので、探傷によるLl,L
2の変化はL2,Llに対して電流を変化させることに
なる。従つて、従来方式ではたとえ定電流励振してもZ
l,Z2に流れる電流を定電流にすることはできない。
第5図は本実施例のブリツジ回路101および定電圧化
ならびに定電流化した従来方式のブリツジ1における探
傷コイルのインピーダンスZ1の変化率(%で表示)に
対するブリツジの出力電圧比を示す図である。この図か
ら明らかなように従来方式では定電流動励振のときは定
電圧励振の場合よりも出力特性が直線状となるように改
善されるものの、本実施例に比べるとブリツジの出力電
圧が小さい。換言すれば、本実施例のブリツジ回路は探
傷によるインピーダンスの変化に対する感度がよい素子
といい得る。なお、本実施例においては、ブリツジ回路
101における発振器0SC1,0SC2を定電流化す
るために、オプアンプAl,A2、電圧検出器Vl,V
2、基準電圧源20を用いたが、これらの回路素子の代
りに、発振器0SC1,0SC2の内部抵抗がブリツジ
構成素子の抵抗Rl,R2、コイルLl,L2のインピ
ーダンスに比べて甚だ大きい発振器を用いて定電流源と
してもよい。
On the other hand, in the conventional bridge 1 shown in Fig. 1, there is only one AC oscillator, and impedance changes in coils L1 and L2 due to flaw detection do not necessarily occur at the same time. Since there is no such thing, Ll, L by flaw detection
A change in 2 will change the current for L2 and Ll. Therefore, in the conventional method, even with constant current excitation, Z
The current flowing through I and Z2 cannot be made constant.
FIG. 5 is a diagram showing the bridge output voltage ratio with respect to the rate of change (expressed in %) of the impedance Z1 of the flaw detection coil in the bridge circuit 101 of this embodiment and the conventional bridge 1 with constant voltage and constant current. . As is clear from this figure, in the conventional method, when using constant current dynamic excitation, the output characteristics are improved to be more linear than when using constant voltage excitation, but the output voltage of the bridge is smaller than in this example. . In other words, the bridge circuit of this embodiment can be said to be an element with good sensitivity to changes in impedance due to flaw detection. In this embodiment, in order to make the oscillators 0SC1 and 0SC2 in the bridge circuit 101 constant current, the operational amplifiers Al and A2 and the voltage detectors Vl and V
2. The reference voltage source 20 is used, but instead of these circuit elements, an oscillator is used in which the internal resistance of the oscillators 0SC1 and 0SC2 is much larger than the impedance of the bridge component resistors Rl and R2 and the coils Ll and L2. It may also be used as a constant current source.

また、初期状態におけるブリツジ回路101のバランス
をとる手段として、第3図に示すように電圧の変化に対
して内部抵抗を変化させる素子としてFETlを用いた
が、本発明はこれに限定されるものでない。また第4図
に示されたFET2についても同様である。また本実施
例では探傷用コイルとして自已誘導コイルについて説明
したが、相互誘導コイルを用いてよいこと勿論である。
さらに、また本実施例ではブリツジ回路101における
探傷用コイルは2つのアームに夫々物理定数の等しいコ
イルを設けたが、1つのアームには探傷用コイルを用い
、他のアームには抵抗を用いてもよい。以上要するに、
本発明はブリツジ回路の出力電圧を振幅一定化回路を介
して位相一定化回路に接続し、ブリツジ回路の探傷によ
るインピーダンスの変化を求める構成としたことから、
ブリツジ出力電圧の振幅差検出においては位相差は無関
係となり、また位相差検出器はすでに振幅の等しい信号
を取扱うことになつて、信号成分の振幅、位相は全ぐ独
立して処理することができる。
Further, as a means for balancing the bridge circuit 101 in the initial state, as shown in FIG. 3, FETl is used as an element that changes internal resistance in response to changes in voltage; however, the present invention is not limited to this. Not. The same applies to the FET 2 shown in FIG. Further, in this embodiment, a self-induction coil was described as the flaw detection coil, but it goes without saying that a mutual induction coil may be used.
Furthermore, in this embodiment, the flaw detection coil in the bridge circuit 101 is provided with coils having the same physical constants in two arms, but the flaw detection coil is used in one arm, and a resistor is used in the other arm. Good too. In short,
The present invention has a configuration in which the output voltage of the bridge circuit is connected to the phase stabilization circuit via the amplitude stabilization circuit, and changes in impedance are determined by flaw detection of the bridge circuit.
In detecting the amplitude difference of the bridge output voltage, the phase difference becomes irrelevant, and since the phase difference detector already handles signals with equal amplitude, the amplitude and phase of the signal components can be processed completely independently. .

従つて回路設計がきわめて簡単となる効果を生じる。さ
らに、本発明はブリツジ回路を改良した結果、探傷によ
るインピーダンスの変化に対するブリツジ回路の出力感
度が向上し、信号対ノイズ比の向上を図ることができ、
雑音防止手段を省いて装置を小型化し得る実用上重要な
効果を奏する。
Therefore, the effect is that the circuit design is extremely simple. Furthermore, as a result of improving the bridge circuit of the present invention, the output sensitivity of the bridge circuit to changes in impedance due to flaw detection is improved, and the signal-to-noise ratio can be improved.
This has a practically important effect of reducing the size of the device by omitting the noise prevention means.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来方式の渦電流探傷装置の構成を示すプロツ
ク図、第2図は本発明の一実施例の構成を示すプロツク
図、第3図は本発明に係る一実施例のブリツジ回路にお
いて故意に生じた出力電圧振幅のアンバランス調整手段
の説明用回路図、第4図は本発明に係る一実施例のブリ
ツジ回路において故意に生じた電圧位相のアンバランス
調整手段の説明用回路図、第5図は本発明および従来方
式における探傷用コイルのインピーダンス変化とブリツ
ジ回路出力電圧との関係を示す特性図である。 11・・・・・哨動利得制御増幅器、12,13・・・
・・・整流器、14・・・・・・引算器、15・・・・
・・位相回路、17・・・・・・位相検波器、18・・
・・・・引算器、19・・・・・・出力、20・・・・
・・基準電圧源、21・・・・・・差動増幅器、22・
・・・・・可変抵抗器、23・・・・・・オペアンプ、
24・・・・・・可変抵抗器、101・・・・・・ブリ
ツジ回路、102・・・・・・振幅一定化回路、103
・・・・・・位相一定化回路、Al,A2・・・・・・
電圧検出器、0SC1,0SC2・・・・・・発振器、
Ll,L2・・・・・・探傷用コイル。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional eddy current flaw detection device, Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the bridge circuit according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory circuit diagram of a means for adjusting an unbalance of an output voltage amplitude that is intentionally generated; FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the impedance change of the flaw detection coil and the bridge circuit output voltage in the present invention and the conventional method. 11... Sentence gain control amplifier, 12, 13...
... Rectifier, 14 ... Subtractor, 15 ...
...Phase circuit, 17...Phase detector, 18...
...Subtractor, 19...Output, 20...
・・Reference voltage source, 21 ・・Differential amplifier, 22・
...variable resistor, 23... operational amplifier,
24... Variable resistor, 101... Bridge circuit, 102... Amplitude constant circuit, 103
...Phase stabilization circuit, Al, A2...
Voltage detector, 0SC1, 0SC2...Oscillator,
Ll, L2... Coil for flaw detection.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 探傷用コイルが組込まれた平衡用ブリッジ回路10
1と、該ブリッジ回路101の2つの出力信号の振幅を
同一に調整する振幅一定化回路102と、該振幅一定化
回路102を介して入力されるブリッジ回路101の2
つの出力信号の位相を同一に調整する位相一定化回路1
03とを有し、上記振幅一定化回路102と位相一定化
回路103との各回路中に、探傷時の瞬時に変化をする
探傷信号を取出し可能に夫々の調整動作を遅延させるべ
く積分回路を介在させ、かつブリッジ回路101におい
て探傷以外に生じた出力信号の振幅のアンバランスは振
幅一定化回路102における出力端子間の信号の振幅差
に対応した電圧の調整によつて行い、ブリッジ回路10
1における探傷以外に生じた位相のアンバランスは位相
一定化回路103の位相回路により、振幅一定化回路1
02より出力される一方の信号に対して他方の信号の位
相を一致させるべく、位相調整を行うように構成したこ
とを特徴とする渦電流探傷装置。 2 探傷用コイルを設けた平衡用ブリッジ回路101は
、2つのアームの夫々に振幅と位相とが等しくかつ定電
流化された交流発振器と同一値を有する抵抗体との直列
回路とし、残りの2つのアームには夫々物理定数の同一
な探傷用コイルとしたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の渦電流探傷装置。 3 探傷用コイルを設けた平衡用ブリッジ回路101は
、2つのアームの夫々に振幅と位相とが等しくかつ定電
流化された交流発振器と同一値の抵抗体との直列回路と
し、残りのアームの1つには探傷用コイルに、他の1つ
のアームには抵抗体にしてなることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の渦電流探傷装置。
[Claims] 1. Balancing bridge circuit 10 incorporating a flaw detection coil
1, an amplitude constant circuit 102 that adjusts the amplitudes of the two output signals of the bridge circuit 101 to be the same, and 2 of the bridge circuit 101 that is input via the amplitude constant circuit 102.
Phase stabilization circuit 1 that adjusts the phases of two output signals to be the same
03, and an integrating circuit is provided in each of the amplitude constant circuit 102 and the phase constant circuit 103 to delay the respective adjustment operations so as to be able to extract the flaw detection signal that changes instantaneously during flaw detection. Imbalance in the amplitude of the output signal that occurs in the bridge circuit 101 other than flaw detection is corrected by adjusting the voltage corresponding to the amplitude difference of the signal between the output terminals in the amplitude constant circuit 102.
The phase imbalance caused by flaw detection in 1 is fixed by the phase circuit of the phase constant circuit 103, and the amplitude constant circuit 1
An eddy current flaw detection apparatus characterized in that the eddy current flaw detection apparatus is configured to perform phase adjustment to match the phase of one signal output from the other signal with respect to the phase of the other signal. 2. The balancing bridge circuit 101 equipped with a flaw detection coil is a series circuit in which each of the two arms has an AC oscillator with the same amplitude and phase and a constant current, and a resistor having the same value. 2. The eddy current flaw detection apparatus according to claim 1, wherein each of the two arms is provided with a flaw detection coil having the same physical constant. 3. The balancing bridge circuit 101 equipped with a flaw detection coil is a series circuit consisting of an alternating current oscillator with the same amplitude and phase and constant current in each of the two arms, and a resistor of the same value. The eddy current flaw detection device according to claim 1, wherein one arm is a flaw detection coil and the other arm is a resistor.
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