JPS60113147A - 渦流探傷におけるリフトオフ指示の消去、感度補正方法 - Google Patents

渦流探傷におけるリフトオフ指示の消去、感度補正方法

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JPS60113147A
JPS60113147A JP22188083A JP22188083A JPS60113147A JP S60113147 A JPS60113147 A JP S60113147A JP 22188083 A JP22188083 A JP 22188083A JP 22188083 A JP22188083 A JP 22188083A JP S60113147 A JPS60113147 A JP S60113147A
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JP
Japan
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lift
defect
eddy current
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indication
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Pending
Application number
JP22188083A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Iwasaki
岩崎 全良
Yoshiro Nishimoto
善郎 西元
Hiroaki Yasukuni
安国 弘晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60113147A publication Critical patent/JPS60113147A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9046Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals
    • G01N27/9053Compensating for probe to workpiece spacing

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、渦流探傷におけるリフトオフ指示の消去、感
度補正方法に関するものである。
今日、各種金属材料の表面ないし表面近傍に存在する欠
陥を非破壊的に検出する方法として、渦流探傷法(以下
ECTと称する)が多用されている。このECTの基本
原理は、「交流電流(同波数100Hz〜数MHz)を
流したコイルを金属材料に近接させることにより、金属
材料に誘導電流(渦電流)を生成し、欠陥が存在する場
合に生ずる誘導電流の乱れをコイルのインピーダンス変
化(又は誘導電圧の変化)を検知することにより欠陥を
知る」とい9ものである。
ところで、コイルのインピーダンス変化△Zは、上述の
欠陥の存在のみならず、金属材料の材質(導電率、透磁
率)の変化、コイル温度、金属材料とコイルとの距離等
、種々の因子の影響を受ける。
従って、欠陥を検出する場合に鉱、種々の因子がノイズ
として混入することになる。コイルのインピーダンス変
化をインピーダンス平面(横軸・・・実抵抗、縦軸・・
・リアクタンス)の上で考察すると、上述の種々の因子
による寄与は、大々固有の向き(位相)を持つ。この位
相に基づいてECTの信号全要因解析する方法が位相解
析であり、ECTの高精度化を目指す上で近年、多用さ
れている方法である。
特に、コイルのインピーダンス変化の位相は、WIJ1
図に示すよりに欠陥深さによっても異なる。
これは、被検材に誘導される電流の位相ダ(ラジアン)
が グ(χl=、 ■ ここで、χは被検材表面koとした深さ方向の距離(厘
) δは浸透深さく酊) で表わされるように、深さによって遅れるため生じるも
のである。以上のことから、ECTの信号の位相を正確
に検出できれば、ノイズ要因のみならず、第2上人及び
(Blに示す如く欠陥の深さく欠陥の有害度と密接な関
係をもつ重要なパラメータ〕の検知が可能となる。即ち
、W12図囚上程々の深さのスリット状欠陥(1aX1
bXlc) t”持つ被検材(2)を示し、これを渦流
探傷法で探傷した際の探傷出力のX−Yパターンを同図
(Blに示す。
ところで、ECTの信号に影響を及ぼす各種のノイズ要
因の中で、被検材とコイルとの距離(JJ下、リフトオ
フと称する)は、コイルの走行時、或いは被検材の走行
時に生ずる振動や揺動により生ずる場合と、被検材表面
自体が平坦でなく、凹凸のあるときに生ずる場合とがあ
るが、ECTを実施する際には常につきまとう因子であ
る。なお、被検材とコイルとの距離は、グローブコイル
法ではリフトオフと呼ばれ、貫通コイル法、内挿コイル
法ではガタやクオプリングと称されているが、これらを
便宜上リフトオフと総称する。
探傷中に、このり7トオフが変動すると、欠陥によるコ
イルのインピーダンス変化の感度が変動するのみならず
、リフトオフ−変動によるコイルのインピーダンス変化
が欠陥によるコイルのインピーダンスVC重畳し、第6
図に示す如く欠陥によるインピーダンス変化の位相が不
明となってし貞う。
その結果、位相解析によるノイズ因子の分離や欠陥の深
さの判別も困難になる。
そこで、従来技術ではコイルのインピーダンス変化を平
衡器により検出した後、第4図の如くす7トオ7変化に
よる指示が抑圧される方向(位相)で同期検波を行ない
、リフトオフ指示し欠陥の指示とを分離している。しか
し、このような検波方法を採用することによって、リフ
トオフ変動による雑音指示は抑圧可能であるが、もはや
得られる情報は1種(第6図の場合にはY方向の情報の
み〕になってしまい、位相解析は不可能となっている。
このように従来の技術では、コイル走行ないし被検材走
行状態か悪くリフトオフ変動の激しい場合や、被検材の
表面状態が悪く凹凸の多い場合には、位相解析を用いた
高精度の渦流探傷は不可能となっている。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、ECTにお
ける位相解析ケ起伏の多い金属材料表面に適用するため
に、起伏によって生ずるIJラフト7変動の影響を補正
することを目的として提供されたものであって、その特
徴とする処は、平板状の金属材料を渦流探傷法により検
査するに際し、材料表面の起伏やプローブコイルの振動
によって生ずるリフトオフの変動に起因する雑音指示の
欠陥指示への重畳及び/又は欠陥指示の感度変イしを、
2種の試験同波数で同時に渦流探傷して得られる2種の
位相検波出力を線形結合することによって消去及び/又
は補正する点にある。
以下、本発明のす7トオフ指示の消去、感度補正方法に
ついて詳1mVC説明する。
本発明においては、金属材料の材料表面の起伏等によっ
て生ずるり7トオフ変動による雑音指示と、割れ等の欠
陥の存在による欠陥指示とについての次の2点の性質に
基づいて、リフトオフ指示の消去を行なっている。
レ リフトオフ指示と欠陥等の指示とは全指示の中に加
算的に合成されている。
11)リフトオフ指示と欠陥等の指示とは試験同波数に
対する依存性が異なる。
上記性質1)に基づくと、2種の試験同波数の内、低い
方の同波数(以下へという)VCおいて得られる渦流探
傷の位相検波出力Qノ1)、QY(L)は、Q(Ll 
= DX(Ll+LX(L) ■QY(L)=DY(L
) ■ ここで、D、FJ、、 、fL における欠陥等の指示
のX成分D4ra・・fL における欠陥等の指示のY
成分り茫1.・・、fL におけるり7トオ7指示のX
成分 ただし、す7トオ7指示はX軸方向に振るように予め位
相の調整を行なっているので、QYVcはfLにおける
り7ト指示のY成分L!−L)は現われない同様に高い
方の周波数/HVC対しても、渦流探傷の位相検波出力
QJu1. QPlは、QノHL D!H1+ Lノ句
 ■ Q、$bL D、JHI ■ ここで、D、(ml・・・fHICおける欠陥等の指示
のX成分 り、Jl、、 jHにおける欠陥等の指示のYK分L)
H)・・・fL における欠陥等の指示のX成分だだし
、す7トオ7指示は、X軸方向に振るように予め位相の
調!Iを行なっているので、QIHlVcは、/HVC
おけるす7トオ7指示のYJi分り一鉱現われない〇 上記性質11)に関し、例えば5US3(14の板材に
放電加工によりスリット状の人工欠陥を付したテストピ
ースについて、D)H)とDX(L)の関係及びLX(
H)とL戸の関係を測定したデークtl−第5図及び処
6図に示す。ただし、ここではグローブコイルの直径は
22m、/ ID0KHz、/L=10KHzである。
 − このデータに代表されるように、適当な同波数。 の対
を選択すれば近似的に定数α、βを用いてα ÷ β 
■ とすることができる。式■■を式■に代入すると、Qノ
旬=αD嘔+βL騙〕 Cノ・ となる。そこで■×β−〇により tt QJ”ンーq、!hン=(/1−CL)DJ” 
(1)となり、式[F]ノによってα+βであるからが
得られる。更に式Or式■に代入してが得らnる。
となり、す7トオ7指示は消去され、欠陥単独の一指示
(D騙)、D(L+、及びCD、)”)、 DP’)が
渦流探傷出力り、Jr、l或−はDJHI D、5ul
ヶ用い−UX−Y/、ツーツケ示せば、す7トオ7指示
の重畳しない場合の欠陥の指示バクーンが得られ、位相
の情報も復元gnる。
次に、上の導出の過程で式■×α−■によシαQl”−
Qノ刊=(α−β)LfL)が得られ、更に式0を式の
に代入し が得られる。
す7トオ7指示量LノL)或いFiL、(”)と実際の
り7トオ7量!との関係は、第7図(A) (B)に示
すような関係が既知ゆえ、式@@でめたLnLl 、 
L4”Jを用いてり7トオ7fiA’に推定することが
できる。す7トオ7量!としては、L、Jhl、用いて
氷めたものと、L、<m、用いてめたものとの2種が得
られるが、一般にり、(Hlからの方が確度は高く、そ
tl、紮採用するのが望ましい。実際のり7トオ7量!
が宸まると、@8図(Al(親に示すlとり、fL)、
Dノ町の関係を用いて感度補正を行なりことが可能とな
る。
第9図は本発明方法を実施するための装@を示し、(3
1は10−プで、高低2種の試験同波数に対応して2種
のドライブコイル+41[51と1種のサーチコイル1
B+ 173とを大々有し、そのサーチコイル+81 
+71にプリアンプ+81 +91が接続される。(1
0)はドライブ装置で、ドライブコイル(4)ffil
 k 2種の試験周波数で駆動する2組の発振器(II
) tlりを有する。α尋はし〉が装置で、各サーチコ
イル+8+ [9)から送られる2目波混合誘導電圧の
フィルタリング、差動増幅、自動平衡、同調増幅、位相
検波を行ない各チャンネル毎G’CQ、F? ciYi
ll、 qx!”、 qyFを出力するようにバンドパ
スフィルター(14111151、差動増幅器(161
u′Q、自動平衡器(I81川、周波増幅器−ンB1位
相検波器曽■)、ローテーク(241(2511DC増
幅器@回等から構成されている。銘は信号処理装置で、
レシーバ装置(1譜にて位相検波されたQX昌QYと1
、QX、[Ll、QY針1を入力してA/D変換した後
、2同波演算によるり7トス7消去、及び振幅−位相面
での位相解析による欠陥の性状判定を行なう。
次に本発明方法を連鋳スラブの熱間渦流探傷に適用した
場合の例を示す。
〔適用条件〕
対象材・・・ 連鋳スラブ 表面温度・・・ 850℃ グローブコイル径・・・30a+ 試験同波数・・・/L−1oic Hz ’ 、fHH
I3u OKHz定 数・・・ α=1.26 : β
−1682〔結 果〕 連鋳スラブの表面には様々の起伏があり、第10上回に
見られるようにす7トオ7の変動に対応して、水平方向
に大きな指示が重畳しておシ、欠陥指示の位相は不明の
状態となっている。このデータを本発明によるリフトオ
フ指示消去法によって消去した結果が@10図(Blで
あり、第11図に示すリフトオフ変動がない平坦な材面
上での欠陥指示と同様な位相が復元されていることがわ
かる。
さらに、本発明による方法では、リフトオフ指示消去後
にも、DX%DY及びDLl、D(1という2種口 凹 の試験同波数でのX−Yパターンが得られることによシ
、例えば低い同波数では表層下の欠陥全検出しやすく、
2種のX−Yパターンの組合せから関口欠陥か皮下欠陥
かの弁別が可能になる等の効果もある。
以上実施例に詳述したように本発明では、2種の試験局
波数で同時に渦流探傷して得られる2種の位相検波出力
を線形結合することによって、材料表面の起伏やプロー
ブコイルの振動によって生ずるリフトオフの変動に起因
する雑音指示の欠陥指示への重畳及び/又は欠陥指示の
感度変化を消去及び/又は補正するので、渦流探傷にお
けるその価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は渦電流の位相遅れの深さ依存性を示す図、第2
図(Nは種々の深さのスリント状欠陥を持つ被検材の断
面図、同CB)はその渦流探傷出力のX−Yパターンを
示す図、第6図は探傷中にす7トオ7が変動した場合の
割れの指示を示す図、第4図は従来のリフトオフ指示の
抑圧法を示す図、第5図はDPとDP1の関儒パラメー
タ:欠陥深Φを示す図、11g6図はL望と、4Jlの
関係(パラメータ:す7トオフ釦孕示す図、第7上人は
す7トオ7tiとL¥1の関係を示す図、同(Bは、す
7トオ7量とLXとの関係を示す図、第8図(Alはり
7トオ7量!とD!?の関係會示す図、同(Blはす7
トオ7量!とDWの関係を示す図、第9図は本発明方法
の一実施金示すブロック図、I!10図(5)はり7ト
オ7指示消去前のパターン會示す図、同(刑は消去後の
)櫂ターンを示す図、 @11図はり7トオ7変動がな
い場合の欠陥指示を示す図である。 131・・・プローグ、[4H51・・・ドライブコイ
ル、+61[71・・・サーチコイル、 101・・・
ドライブ装置、崗・・・レシーノ)装置、2&・・・信
号処理装置。 ニ第2図つ (A) (B) 第3図 第5図 第6図 「第7図つ (A) (Bノ ニ第δ図っ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. t 平板状の金属材料を渦流探傷法により検査するに際
    し、材料表面の起伏やプローブコイルの振動によって生
    ずるり7トオ7の変動に起因する雑音指示の欠陥指示へ
    の重畳及び/又は欠陥指示の感度変化を、2種の試験同
    波数で同時に渦流探傷して得られる2種の位相検波出力
    全線形結合することによって消去及び/又は補正するこ
    とを特徴とする渦流探傷におけるリフトオフ指示の消去
    、感度補正方法。
JP22188083A 1983-11-24 1983-11-24 渦流探傷におけるリフトオフ指示の消去、感度補正方法 Pending JPS60113147A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005244194A (ja) * 2004-01-27 2005-09-08 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法、およびデバイス
JP2006024796A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 光照射装置、結晶化装置、結晶化方法、およびデバイス

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