JPS5935807Y2

JPS5935807Y2 - 渦流探傷装置

Info

Publication number: JPS5935807Y2
Application number: JP1977146294U
Authority: JP
Inventors: 和巳上田; 章雄国分
Original assignee: 原電子測器株式会社
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1977-10-31
Publication date: 1984-10-03
Also published as: JPS5472581U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、渦流探傷装置、特に回転型渦流探傷装置に関
するものである。

小棒鋼等の被検査材のワレキズ等の圧延方向ｌたは軸方
向に長さを持つキズを検出する場合、目視検査、磁粉探
傷検査に代って、キズ検出を自動化する手段として、近
年、種々な自動探傷装置が開発され使用されてきている
。

そのうち貫通型渦流探傷装置は、交流を流した貫通型コ
イル内に被検査材を入れた時、その被検査材に不健全部
分があると試験品を流れるうず電流に変化が起こり、コ
イルのインピーダンス又はコイルに誘起される電圧に変
化が生じて電気的信号が得られ、この信号の振幅及び位
相などから不健全部分の存在とその程度を判断するもの
である。

この貫通型渦流探傷装置においては、被検査材における
磁性の不均一によって生じる雑音を抑制するため、探傷
装置の直前に直流磁化コイルを配置し、この磁化コイル
に電流を通し被検査材の軸方向に直流磁界を与えること
によって、被検査材を強く磁化して見掛は上被検査材の
磁気的性質を均一にすることが一般に行なわれている。

このような貫通型、渦流探傷装置は、検出コイルとして
貫通型コイルを用いているため、被検査材の表面上での
検出キズの位置を特定する上での分解能において問題が
あった。

このような貫通型渦流探傷装置に対して、回転型渦流探
傷装置があるが、この回転型渦流探傷装置は、渦電流を
発生させる交流励磁コイルおよび検出器からなる渦流探
傷プローブを被検査材のまわりに回転させ、その検出器
に生ずる信号の変化によってキズの存在、程度および位
置を知るものである。

貫通型渦流探傷装置の場合には、上述したように、被検
査材の磁気的性質の不均一によるノイズを抑制するため
の直流磁化コイルを併用するのが一般的であるにもかか
わらず、回転型渦流探傷装置においては、検出プローブ
を極めて小さくできるので被検査材の磁気的不均一によ
るノイズは無視できるものとして直流磁化コイルを併用
するものは一般にはなかった。

また、直流磁化コイルを併用した回転型磁気探傷装置で
もその渦流探傷プローブの検出器として磁気感応素子を
使用したものでは、この磁気感応素子の性質上、印加交
流周波数に限界があり、このため信号処理に関連して周
速や使用温度範囲が制約されていた。

また、実願昭５２−１２６６３４号明細書には、上述の
ノイズをより少なくし分解能よく且つ使用温度範囲を制
約せずに高速且つ安定にキズ検出を行なえるような回転
型渦流探傷装置が記載されている。

この回転型渦流探傷装置においては、被検査材の軸の１
わりでその周表面に対して相対的に移動する渦流探傷プ
ローブ卦よびこのプローブの近傍に固定配置され被検査
材の軸方向の磁界を生ずる貫通型磁化コイルが備えられ
、その渦流探傷プローブは、被検査材の軸に対してそれ
を横切るような方向の磁界を生ずる交流励磁コイルを有
した閉磁路化コアおよびその励磁コイルに対し直角に配
設された検出コイルから構成されている。

この種の装置は、その目的を相当に満足するものである
が、本考案者が、更に実験を重ねた結果、貫通直流励磁
を回転プローブの両側に配置し、両側から軸方向の励磁
を行うようにすると、片側励磁の場合より完全な磁気閉
回路が形成され確実に被検査材を飽和することができ、
従って、ノイズの発生をより完全に抑圧でき、しかも、
同じ飽和度に対してもより少いエネルギですむことが確
かめられた。

すなわち、本考案の目的は、ノイズをより完全に抑圧し
検出精度を上げ、且つ磁化のためのエネルギの消費を節
減しうる渦流探傷装置を提供することである。

次に、添付図面に基づいて本考案の実施例について本考
案を詳細に説明する。

第１図は、本考案の一実施例としての回転型渦流探傷装
置を断面図にて暗示している。

この回転型渦流探傷装置は、芯保持用ガイドローラー２
を備えている。

被検査材である小棒鋼２０は、適当な送り装置（図示し
ていない）によって、矢印８の方向へ、ガイドローラー
２を通して送られていく。

支持フレーム１の内部には、軸受３で支持された回転ヘ
ッド支持筒４が設けられて３す、この支持筒４は、駆動
モータ５によってベルト６を介して回転させられるよう
になっている。

支持筒４の右端には、回転ヘッド７が取り付けられ、支
持筒４０回転と共に回転ヘッド７が回転されるようにな
っている。

回転ヘッド７の内側先端には、渦流探傷プローブ８が設
けられてふ・す、その両側には、貫通型の直流磁化コイ
ル９，１０が設けられ、そして、その直流磁化コイル９
を収容している支持フレーム１と、直流磁化コイル１０
を収容しているハウジング１２とは、一般の構造用鋼材
で普通つくられるベースプレート１３に支持されていて
いる。

この直流磁化コイル９，１０は、被検査材２０の軸方向
に直流磁界を与え、被検査材を両側から飽和する１で強
く磁化する作用をする。

参照番号１１は、信号伝達用スリップリングを示してい
る。

第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿って見た概略断面図で
あり、渦流探傷プローブ８０基本的構威を原理的に暗示
している。

渦流探傷プローブ８は、回転ヘッド７に取り付けられ、
被検査材２００周表面に近接し且つ１８００ずれた位置
に２組配置されている。

この実施例では、２組のプローブ８を設けたのであるが
、被検査材の送り速度および走査ピッチ等に応じて適当
数のプローブを配置してよく、１つであってもまた３つ
以上であってもよい。

各探傷プローブ８は、実開昭５２−７１５８２号公報「
電磁誘導検知装置」に示すもので改めて第２図にて原理
的に示すように、閉磁路化コア８Ａと、この閉磁路化コ
ア８Ａに巻かれた交流励磁コイル８Ｂと、この励磁コイ
ル８Ｂに対して直角に設けられた検出コイル８Ｃとを備
えている。

閉磁路化コア８Ａ釦よび検出コイル８Ｃとは、被検査材
２００周表面にほとんど接触する程に近接して配置され
るとよく、矢印Ｃの方向の回転ヘッド７０回転につれて
被検査材２００周表面を走査するようになっている。

閉磁路化コア８Ａは、交流励磁コイル８Ｂの付勢によっ
て外部に生ずる磁力線が被検査材２０の送り方向に対し
てそれを横切るようなものとされるように配置されてい
る。

一方、検出コイル８Ｃは、その軸が上述したように励磁
コイル８Ｂに対して直角となると共に被検査材２０の送
り方向に対して直角となるように配置されている。

第１図に示すように探傷プローブ８０両側に配置された
直流磁化コイル９，１０の付勢によって生ずる磁力線は
、第２図においていえば、その紙面に対して直角な方向
に大体生ずる。

このような探傷装置の構成による効果を確認すルタめ、
種々なキズについて、直流磁化コイル９゜１０を付勢し
ないでキズ検出を行なった場合、および直流磁化コイル
９，１０を付勢してキズ検出を行なった場合のそれぞれ
のＳ／Ｎ比を第３図に例示している。

第３図において〃無“は直流磁化コイル９，１０を付勢
しなかった場合のＳ／Ｎ比を示し、′有“は直流磁化コ
イル９，１０を適当に付勢した場合のＳ／Ｎ比を示して
いる。

第３図において、○印は０．２９ｍｍ線状キズ、・印
は０、２６ｍｍ線状キス、×印は０．３６關線状キズ
、ム印は０．４５ｍｍ人工キズ、目印はＱ、４３ｍｍ人
工キズの場合をそれぞれ示している。

第３図のデータから明らかなように、本考案による回転
型渦流探傷装置によればＳ／Ｎ比が大巾に改善される。

その上、本考案によれば、検出器にコイルを用いている
ので、励磁コイルに印加する交流の周波数は原理的には
無制限でＳ／Ｎ比最良となる周波数を任意に選択するこ
とができる。

また、直流励磁による被検査材の飽和度を確認するため
行った実験結果を第４図に例示している。

第４図において、×印は、片側貫通直流励磁の場合を示
し、○印は本考案による両側貫通直流励磁（磁気閉回路
形成の場合を示している。

第４図は、直流励磁即ちアンペアターンを増加させて行
った場合の被検葺材内部の磁束密度上昇に伴う見掛けの
透磁率との関係の目安を知るもので、グラフ曲線を比較
すると明らかなように、片側励磁においてはいくら励磁
を高めてもその相互が直線関係を保ったま１右下に傾斜
しているのみで被検出材の中の単位面積当りの磁束密度
の上昇をみることが出来ずその結果完全に飽和させるこ
とは難しいが、本考案による両側励磁なら明らかに飽和
点に達することがわかる。

また、特筆すべきことは、同じ飽和度に達するにも両側
励磁の方がより少いエネルギー、すなわちアンペアター
ンですむことである。

実施例にあって改良前２００００アンペアターン必要と
していたものが本考案によって約１／４の５０００ＡＴ
で同等の作用効果が得られた。

上述の実施例では直流磁化コイル９，１０を使用したの
であるが、直流励磁コイルに代えて交流磁化コイルを使
用してもよい。

ｌた、上述の実施例では探傷プローブ８を回転させたの
であるが、被検査材の方を回転させるようにしてもよい
。

更にオた、上述の実施例では、信号伝達のためスリップ
リング１１を使用したのであるが、非接触による信号伝
達を行なうため、例えば、フェライトコアの対向面を介
して伝達する回転変成器を使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１図は本考案の一実施例としての回転型渦
流探傷装置の概略断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に
沿って見た拡大概略図、第３図は本考案による効果を示
すためのＳ／Ｎ比の実験結果を例示するグラフ、第４図
は同じく飽和度を例示する実験結果のグラフである。１・・・支持フレーム、２・・・芯保持用ガイドローラ
３・・・軸受、４・・・回転ヘッド支持筒、５・・・モ
ータ、６・・・ベルト、７・・・回転ヘッド、８・・・
渦流探傷プローブ、８Ａ・・・閉磁路化コア、８Ｂ・・
・交流励磁コイル、８Ｃ・・・検出コイル、９，１０・
・・直流磁化コイル、１１・・・信号伝達用スリップリ
ング、２０・・・被検査材。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

被検査材の軸の１わりでその周表面に対して相対的に移
動する渦流探傷プローブと、該プローブの近傍で該プロ
ーブの両側に固定配置され前記被検査材の軸方向の磁界
を生ずる２個の貫通型磁化コイルとを備えており、前記
渦流探傷プローブは、前記被検査材の軸に対してそれを
横切るような方向の磁界を生ずる交流励磁コイルを有し
た閉磁路化コアと、該励磁コイルに対し直角に配設され
た検出コイルとを備えることを特徴とする渦流探傷装置
。