JPS60152950A - 渦電流非破壊試験方法およびその装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は渦電、流試験方法および渦電流試験システムに
係り１％に被試験物体に渦電流を誘起させるべき交流磁
界全発生させるｔめのプローブに印加さｎかつ所定の周
波数範囲内で掃引さｎた周波数會有する交流１百号伊用
い、被試験物体音破壊す′ることなく試験するための渦
電流非破壊試験方法お↓びその装置に関する。

そｎ故に、本発明は渦′ｌ！ｌｔ流非破壊試験の原理ｔ
オＵ用するものであり、その原理は科学領域でげ殆んど
の領域で良く知らｎている。この渦電流非破壊ｇ験の原
理は金Ｗ４産菓、特に品質制御において広く用いらｎて
いる。その↓うな原理の産業上の他の応用範囲としては
１例えば精密機械お↓び圧延産業の分野、さらには原子
核産業および軍事産業がある。

従来の技術 交流磁界を発生するプローブに供給さｎる交流イぎ号を
発生する可変周波数発電機金偏えた渦電流非破壊試験シ
ステムは１９６９年１１月１１日に発行さルた米国特許
３，４７８．２６３号（ＨｇＮＴ　５ＨＥＬ　）によっ
て提案さルている。この磁界は、被試験物体たとえばプ
ローブの近くに配役さ几た金属片に渦、電流勿誘起し、
被試験物体の構造機能である誘起渦電流に工って修正さ
ｆる。さらに、プローブは修正さｎた磁界全代表する出
力信号を発生する。

この↓うな出力１百号ＨｏＴ変発電機によって誘起さｎ
かつプローブに供給さｎｆＣ信号と同じ周仮数全有する
他の４ｇ号に沿つｔ回路に工って受信されるものであり
、この回路は適用上の要請ラミｊ慮して最も適正な周波
数で操作者が可変発電機を調節できる↓うに特別に設計
さＡ７’Ｃ表示器によって構成さｎているつこのテスト
システムは、明らかに。

変化し７ｊ［界會示す出力信号に関しかつプローブＫＬ
つて発生さｎた少なくとも１つの可変サンプリング？、
渦電流による試験装置に関する多数のデータ量全収集す
るｔめに、試験システムに与える几めに、可変データは
操作者によって予め選択さｆ′Ｌ之周波周波数集さ７′
１．た周波数に限定さｒしるのである。

他の渦電流非破壊試験システムは、１９７７年１１月２
２日発行の米国特許４，０５９．７９５号（ＭＯＲＤＷ
ＩＮＫＩＮ）、１９８０年１０月２８日発行の本号 国特許４，２３０．９８７′″″（ＭｏＲＤｗｒＮｘｒ
Ｎ）　、　１９８１年１２月１日発行の米国特許４　、
’２３７．４１　ｉ　ＴＯＲＮＢＬＯＭ他）、１９７８
年４月２５日発行の米国特許号 ４．０８６，５２７　（ＣＡＤＯＴ　）お工び１９８０
年６月１ｏ日発行の米国特許４，２０７，５２０号（Ｆ
’ＬＯＲＡ他）に開示さｎている。こｆらの試験システ
ムは被試験物体に渦’ｔａｔｒＭ、試験？行う几めの所
定の周波数全使用するものである。こ几ら全てのシステ
ムはもちろん異なった操作周仮数に制限さｆかつ操作周
波数は通常は制限さｎるものである。さらに、こｎらの
周波数の範囲は、殆んどの場合、特別な適用上の機能に
おいて選択さＡ、Ｌばしば比較的に狭くなる。結論とし
て、このＬつな渦電流非破壊試験システムはプローブに
印加さｆ１４Ｊｉ！ｉｌ波数掃引イぎ号の使用が可能に
して１周波数掃引が広周波数範囲内で遂行可能であり、
非常に多くの周波数で例えばそＡＩＣ誘起さｎた渦電光
によってｍｏｄｉｆｉｅｄ　さｎた周波数に応答してグ
ローブ？通して発生する交流磁界によって被試験物体友
とえば金属片に関するデータの収集が可能である等の多
用性に欠けるものである。この修正さｎた磁界について
解析が遂行さｎるのは勿論のことである。

問題点を解決するｋめの手段 上述の間１点全解決するために本発明に、破拭：倹物体
内に渦値流會発生させる交流信号の周波数掃引に工って
与えらｎるとともに、破試験′吻体に誘起さｎた渦電流
にエフ修正さ几ｍ又流磁界の変化にＬる多数の周波数で
サンプリングすることにより被試験物体の構造に関する
適切な多数のデータを収集できる多用性に優１した渦電
流非破壊試験方法お工び試験装置を提供するものである
。

さらに詳しくは１本発明は次のように構成さルを渦電流
非破壊試・検システム全提供するものである。すなわち
本発明の試験装置は、所定の周波数回 軸内で掃引さｎた周波数を有する交流信号？発生する手
段と。

前記周波数掃引さル九信号に応じてダ流磁界金発生する
磁界発生子役と、該交流磁界に↓つて誘起し九渦電流に
よって脩正さ几交流磁界に対応する交流出力信号音発生
する交流信号発生手段とから、なり、前記交流磁界に周
波数掃引信号の周波数に従属するとともに試験標本に誘
導さｎた磁界に↓つて誘起さｎ之渦電流により変化する
周波数を有し、前記誘起さｎ友渦電流が前記試験標本の
構造の関数である検出手段と。

多数の異なつ定周波数で前記誘起した渦電流によって変
化した交流磁界？表わす少なくとも１つの可変出力信号
でサンプリングするサンプリング手段と、 前記サンプリング手段により収集さ′ｎ之磁界の少なく
とも１つの可変量カイに号のサンプル？処理する几めの
処理手段とから々す。

前記処理手段が、前記サンプリング手段により多数の異
った周波数で収集さｎ足前記少なくとも１つの可変信号
の多数のサンプルによる前記Ｘｉ、ｓ標本の構造に関す
る多数のデータｌＣよって構成さｎているものである。

さらに本発明の方法に仄のステップに↓つて構成さｎる
。すなわち不発明の方法は、所定の周波数範囲内で掃引
さ１した周反以會有するダ流旧号會発生させるステップ
と。

Ｐｉ′ｉ前記周波数掃引さｎた［５号に応じて誘導交流
ε界全発生させ、前記誘導交流磁界が周波数掃引さｎた
信号の周波数に追従するとともに前記誘導磁界に工って
該磁界内に配置さｎ’ｒｔ試験標本に誘起さｎる渦電流
に工って変わり、該渦電流が試験標本の４造の関数とな
るようなステップと。

前記誘導し友渦電流によって変る交流磁界を表わす９：
　ａ　ｆｇ号を発生させるステップと。

前記変化した交流磁界を表わす前記信号に関連した少な
くとも１つの可変サンプルで周波数掃引さｎ九信号の多
くの異った周波数でサンプリングするステップお工び。

前記サンプリングステツブ中に収集さ几り化し７ｔ［界
を表わす前記信号に関連した少なくとも１つの５１ｆサ
ンプルのサンプル処理？行うステップとに工って構成さ
ｎ。

前記試験標本の構造に関する多数のデータが、周波数掃
引さｎた信号の多数の異なつ次局波数で収集さ１次少な
くとも１つの多数の可変サンプルｖｃＬる前記処理ステ
ップに対して有用である渦電流非破壊試験方法である。

実施例 第１図に示すように、渦１を流非破壊試験シヌテムはこ
の非破壊試験システムの全てのａ能や全ての調節を自動
的に制御するマイクロコンピュータ１を有する。マイク
ロコンピュータ１自体は標準型のアルファベットキーボ
ード３３又は渦實流試験システムの要求に従って他の小
型のキーボード全通してアクセス可能である。位相帰踵
會弁して水晶により公知の方法でロックさｎた周波数を
有しかつ低歪の正弦波発生器５に、特に全周波数、必要
に応じて例えば５Ｈ２から６ＭＨ２の範囲内で掃引さｎ
ｆｔ周波ａｔ有する正弦彼出力信号？発生するように設
計さｎている。発生器５の出力信号の周波数ハマイクロ
コンピュータ１に工って制御さルる。発生器１Ｃ工っで
発生した信号がこの選択さγした範囲の低い周波数から
選択さｎｆｃエク高い周波数まで掃引さ肛た周波数を有
するように発生器５ｅＭ作させるマイクロコンピュータ
１のキーボード３３を弁じて印加する場合に必要に応じ
て全周波数円で小周波数領域全選択できるのは勿論であ
る。発生器５の構成は適宜有利に選定できるものであり
、その発生器５は所定の周波数？有する領号発生させる
ためにマイクロコンピュータ１に工って動作さｎ、その
一定の周波数は周波数段階で掃引さｎた周波数？有する
正弦波信号全発生させる目的でマイクロコンピュータ１
によってシフトできる。後記詳述するＬうに渦電流試験
システムがサンプル？収集し非常に多数の各周波数全継
続的に取る周波数ステップさらに、その出力信号が連続
的な周波数掃引に従属するが、サンプリングの遂行全可
能にするためにサンプルがＩＭ制御さｎる各周波数で継
続的にロックさｎた周波数？有するように発振器５の構
造？選定することができる。

以下余白 広周波数帯域を有する電力増幅器８は発生器５の出力信
号を増幅するために設けられている。この増幅器８には
加算器７からの出力電圧に応じてこの増幅器によって供
給される信号（電圧）の振幅制御を行なうための回路が
設けられている。増幅器８の出力信号の電圧レベルはマ
イクロコンピュータ１から供給されかつディジタル／ア
ナログ変換器６に移送される制御信号から加算器７の正
の入力に調節されるとともに、この電圧レベルは、グロ
ーブアダプター９を通してプローブ１１に定レベル電圧
を供給するために交流−直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器１０
によって形成されるフィードバックループにより全掃引
周波数にわたって一定に保たれる。それ故、加算器７マ
イクロコンビーータ１によって供給された制御信号を表
わす直流信号から、変換器１ｏがら発生し増幅器８・が
ら供給されかつグローブアダプター９と接続線２６全通
して変換器１０によって受信された信号の電圧レベルを
表わす直流信号全減算する。もしマイクロコンピータ１
から供給された上述の制御信号が、グローブ１１に対す
る所望の供給電流でありかつ変換器１０と加算器７を通
るフィードバックが増幅器８によって供給された電流を
測定することによって遂行される。

プローブアダプタ９はプローブとしてたとえばブリッジ
回路、差動トランス回路などの複数の回路構成を揺れる
ように構成されている。アダプタ９は活性グローブ（ホ
ール効果）を利用する手段によって構成されている。第
２Ａ図に示すように、プローブ１１は巻線によって構成
されており、この巻線の第１の部分６８には端子４０．
４１を通して第１図に示す増幅器８の出力信号が供給さ
れ、これにより被試験物体２２例えば第１図に示す金属
片に交流磁界が誘起される。以下に詳述するように、こ
の発生した磁界によって渦電流が被試験標本２２に発生
し、この発生磁界は誘起された渦電流によって修正され
る。巻線の第２の部分６９は修正された交流磁界を検出
し正弦波交流信号（電圧）を端子４１と４２間に発生さ
せる。

第２図囚は第１図のグローブ１１の他の例を示す。巻線
４６には被試験物体に交流磁界を発生させるための増幅
器８から信号が供給される。被試験物体２２に誘起した
渦電流による交流磁界は磁気抵抗センサによって検出さ
れ、その出力端４５から問題とする修正された磁界を表
わす正弦波交流信号（電圧）を送出する。キれ故、第２
図（４）のプローブは絶対測定値である。

そのような磁気抵抗センサは磁界の変化によって変る抵
抗率を有しかつこの電界の変化を検出する。さらに、こ
の種のセンサーは磁界に対して高感度であり、かつ本発
明の適用にあたって非常に便利である。磁気抵抗センサ
４４はフイリゾブス社によって作られＫＭＺＩＯと付さ
れたセンサーで構成できるものである。磁気抵抗センサ
４４を使用すればプローブ１１の容量を低減でき、低周
波数グローブ（数ヘルツから数百キロヘルツ）の小容量
のものとなるものである。このようなグローブは混和さ
れたスチイールによって作られたもの例えばギヤーとか
強磁性物質についての品質制御を遂行するために非常に
有用である。

第２図（Ｃ）はグローブ１１の更に他の例を示す。

巻線４６には被試験物体２２に渦電流を誘起する交流磁
界を発生させるために増幅器８の出力信号が供給される
。誘起した渦電流によって修正された磁界はセンサー４
４と同じタイプの２個の磁気抵抗センサによって検出さ
れる。これらの２個のセンサー４７と４８はそれぞれ差
動的に巻線４６の両端部に配設されている。差動増幅器
４７にはそれぞれセンサー４７と４８の出力信号が入力
され、その差動増幅器４７と４８は誘起した渦電流によ
る交流磁界を表わす正弦波交流信号（電圧）を出力端５
０から出力する。第２図（Ｃ）のプローブ１１によれば
、プローブ１１を被試験物体２２に向って近づけたり離
したりすることによって起こる効果は減少するけれども
、修正された磁界の変化に対する感度は向上するもので
ある。

第１図で説明したように、増幅器８の交流出力信号（電
圧）はプローブアダプタ９を介してＩＪ−ド線２３に供
給される。同様にして、グローブ１１の交流出力信号（
電圧）はグローブアダプタ９を介してリード線２４に供
給される。

吊器１４に供給し、リード線２３と交流電圧とリード線
２４間の交流電圧の位相を測定する。

交流−直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器はプローブ１１から供
給されるリード線２４の交流電圧の大きさである直流電
圧を発生する。

リード線２５と２６を通してマイクロコンピュータによ
って制御される選択器３とアナログ／ディジタル変換器
２は、それぞれ、マイクロコンピュータ１に、前述した
ようにこのマイクロコンピュータによって制御される出
力周波数を有する発生器５の出力である周波数掃引され
た信号の多くの周波数でプログラマブルゲイン１６で増
幅器の直流出力電圧、又はリード線６０を通して位相検
出器１９の直流出力電圧をサンプリングさせると共に、
リード線３１を通して変換器１７の直流出力電圧又はプ
ログラマブルゲイン１９で増幅器の直流耐力電圧６２を
サンプリングさせる。マイクロコンピータ１はもちろん
処理前の試験に関連するサンプルデータを蓄えるための
ランダムアクセスメモリを有する。

渦電流非破壊試験システムは、位相検出器１４の直流出
力電圧から、マイクロコンピュータ１によって供給され
たディジタル信号に対応してディジタル／アナログ変換
器によって発生する直流電圧を減算する加算と、リード
線２７を通してマイクロコンピュータによって制御され
たゲインヲ有するプログラマブルゲインを有し加算器１
５の出力電圧を入力とする増幅器によって形成されるフ
ィードバブクループによって構成されている。

試験システムはｔｆ７−変換器１７の直流出力電圧力ラ
マイクロコンビ−一夕１によって供給されたディジタル
信号に応答してディジタル／アナログ変換器２１によっ
て発生した直流電圧を減する加算器１８と、リード線２
８を通してマイクロコンピュータ１によって制御された
ゲインを有するプログラマブルゲイン１９によって形成
された他のフィードバックルーズによって構成されてい
る。

前述の２つのフィードバックルーズの機能は、グローブ
１１からの出力信号の／」−さな振幅変動を検出するた
めに非破壊試験システムによって実行されたサンプリン
グ感度と一つの試験標本から他の試験標本まで位相検出
器１４によって検出された位相シフトの感度を増加させ
ることである。

この機能を実用とさせるために、すなわち前述の２つの
フィードバックルーズによって渦電流試験システムの感
度を増加させるために、マイクロコンピュータ１は次の
操作を実行する。

すなわちマイクロコンピュータは、掃引された第１の周
波数で正弦波発生器５をロックした後、この第１の周波
数で位相検出器又は変換器１７の直流出力電圧選択器６
と変換器２を通して読み取り、その後この読み取った電
圧をディジタル／アナログ変換器２０（又は２１）に戻
す。それ故、加算器１５（又は１８）の出力となる。プ
ログラマブルゲイン１６（又は１９）を備えた増幅器は
加算器１５（又は１８）の直流出力電圧を増幅する。増
幅器１６（又は１９）のゲインはもちろんマイクロコン
ピュータの動作によって調節される。

マイクロコンピュータ１は、アナログ／ディジタル変換
器２の出力をディジタルの形で、増幅器１６（又は１９
）の増幅された出力電圧を読み取を読み取る。その偏差
はアンプ１６（又は１８）を通して増幅される。

マイクロコンピュータ１は周波数範囲にわたって周波数
を掃引するために、プローブに印加された信号の周波数
を増加させるように増幅器１５に作用する。これはもち
ろんマイクロコンピュータ１にプローブの出力信号（電
圧）の増幅と多数の周波数での検出器１４の出力電圧に
よる位相シフトをサンプルさせる。

発明の効果 前述の説明から明らかなように、試験システムハマイク
ロコンピュータ１の制御のもとに前記２つのフィードバ
ックによって変換器１７の直流出力電圧に対する同じ動
作が遂行されるものであり、一方のフィードバックルー
プはリード線２４の正弦波電圧を示し、他方のフィード
バックループはリード線２６と２４の正弦波電圧間の位
相シフトを示すものである。

マイクロコンピュータ１のソフトウェアは、格納された
値の適当な処理によって２つのフィードバックルーズに
よって与えられた感度の上昇を考慮に入れて適用される
。

前述したように、周波数掃引は発生器５がマイクロコン
ピュータ１の制御によって継続的に口・ツクされ、収集
サンプルを同じにする。勿論、この周波数段階数は、渦
電流非破壊試験への一定の適用又は所望の精度レベルに
従って、キーボード３３の適正な作用によって任意に変
えることができる。

既に説明したように、試験に関する全ての制御と調節は
、標準型のキーボード３３又は必要に応じて他のより小
型のキーボード全通してアクセス可能ナマイクロコンビ
ーータ１によって実行される。

マイクロコンピュータ１に接続された表示器６４を通し
て複数の異なるモードで表示することが可能であるけれ
ども、非常に便利なモードは表示器３４の一部を形成す
るビデオスクリーン上のプロットの形に基づいて試験結
果のマイクロコンビー−タ１による表示である。

そのようなプロット型に結果の表示は、例えば周波数に
対するリード線２４の電圧の大きさのプロット形式と検
出器１４によって検出された位相シフトのプロット形式
とか、位置又は試験標本２２における渦電流の浸透深さ
に対する大きさと位相ンフトのプロット形式、又は平面
、すなわち位相／フトに対する大きさにおいて遂行でき
る。第１の表示モードは、周波数掃引の本質により本発
明の試験システムにとって非常に視覚的であり、完全な
試験を遂行できるものである。

表示動作の前に、試験に関してサンプルされたデータは
マイクロコンピュータ１に格納されかつ処理前に表示器
６４のビデオスクリーン上に表示される。

第１図に関して説明したように渦電流非破壊試験システ
ムの動作の原理を以下詳細に説明する。

正弦波信号によって巻線を励起し、この励起された巻線
の近くに金属片又は合金（標本）を配設するという渦電
流試験技術の基本原理は公知である。

前述したように、グローブ１１は、正弦波発生器８から
増幅器８全通して電流を供給される所定の交流電流を流
し、誘導磁界を発生させるための入力巻線によって構成
される。

金属又は合金（標本）からなる被試験片を入力巻線の放
射領域内に配置すると、この巻線によって発生した誘導
磁界がこの金属片又は合金片に電流（渦電流）を誘起す
る。逆の現象が渦電流によって発生される。さらに詳し
くは、そのような電流は誘導磁界に対向する磁界を発生
させる。

ｇｌｏｂａｌ　界が減少し、これによりプローブのイン
ピーダンスが変化する。

それ故、このような現象によってモジュールの変化、電
気角の変化、又はグローブを介して発生したモジュール
と電気角又は正弦波発生器の出力電圧の位相に対する交
流磁界の変化に対応する電圧の位相の変化が生じる。

この変化は正又は負の試験結果をｄｅｄｕｃｉｎｇする
目的で渦電流試験システムによって解析されるものであ
る。

渦電流に影響する複数のパラメータとして、例えは試験
片（標本）である金属片又は合金片の導電率、グローブ
と標本との結合、試験中の周波数。

試験標本の厚さ、標本の形状、プローブの本来の性能、
標本のひびと他の欠陥および試験標本を構成する合金又
は金属の透磁率がある。もちろん、同じ試験操作におい
て、これらの多くのパラメータを変えることもでき、以
下の説明から明らかなように、本発明による非破壊試験
装置はこのような変化が可能である。

本発明の試験装置は、使用するプローブに印加された正
弦波信号の周波数掃引全行なうことができるとともに、
これらの複数のパラメータを同時に変えて解析を行うこ
ともできかつ試験中の解析も可能である。以下の説明か
ら理解されるようにこのことは、ある周波数のみを使用
することに非常に困難で不可能なものであった。

本発明の渦電流試験装置の２つの応用例を説明する。

第１の例としては、ある被試験物に関しである数の選定
したパラメータを試験中に変えることである。

渦電流の表皮効果によって位相とモジニール同じパラメ
ータおよび異った周波数に対してプローブの出力電圧が
変るので、同じ試験中にこのバランご夕に関する多くの
適正なデータを抽出できるとともに、同時に変化する複
数のパラメータを抽出できるものである。

以下の説明から明らかなように、適正なソフトウェア−
を前もって導入しかつ予備試験全行えば、マイクロコン
ピータ１は被試験片の各選定されたパラメータに対する
周波数を選択することができ、その周波数によって対応
するパラメータに関する最も適正なデータを得ることが
できるものである。

この実行の第１の部分において、無欠陥の基準試験片に
ついて周波数掃引全行う。収集された情報はフィクロコ
ンピュータに格納される。

その後、基準試験片と異なるものを抽出するために第１
のパラメータを有するしかつ基準試験片と同じような試
験片について第２の周波数掃引を実行し、さらに基準の
ものと異なるものを得るために第２のパラメータを有す
る同様な他の試験片について周波数掃引を実行し、さら
にパラメータの数に応じて変えることが望ましい。

これらの異なる周波数掃引の間に収集された全ての増幅
および位相シフトサンプルはフィクロコンピュータ１に
格納される。これらのデータを知ることによって、マイ
クロコンピュータ１は、位相シフトの変化と大きさの変
化が変化すべき所定の周波数に対して最も重要であると
ころの周波数を決めるために、基準品の試験中に得られ
たサンプルと問題とする試験品の試験中に得られたサン
プルを比較することによって、ベクトル成分を決定する
。もちろん、周波数は各パラメータに対して決定される
。それ故、一つの周波数のみが各パラメータのために保
持される。

このような動作中に、マイクロコンピュータはそのソフ
トウェアを通して収集されたサンプル処理中に全てのベ
クトルの回転角を、不要なパラメータに対応するベクト
ルを反対の位相（１８０°）に置き変えこれにより不要
なパラメータの影響を除くために、収集されたサンプル
処理中にマイクロコンピュータはそのソフトウェアを通
して全てのベクトルの回転角の演算を実行し、全ての大
きさを調節する。不要なパラメータとしては、例えハフ
ローブ１１と試験標本間のヌベーシングや支持体の存在
などがある。もちろん、予備試験はそのような不要な影
響を決めるために行なわれる。

一旦この操作が行ガわれると、渦電流非破壊試験装置は
、次の試験中のみ、標本の品質をチェックするために変
化させるべきパラメータの一つに対応する各々の周波数
を処理しなければならない。

データを制御する速度は発生器５がこれらの異った周波
数を発生するにつれて増加し、マイクロコンピュータ１
はこれらの周波数のサンプルを収集しかつ格納するのみ
であり、かつマイクロコンビーータは減少したサンプル
数を処理する。

渦電流非破壊試験装置は、それ故、保持されたパラメー
タに対応する標本の欠陥例えば微細構造の変化と同様に
ｆｉｓｓｕｒｅの存在および他の表面欠陥をマイクロコ
ンピュータにより基準の試験片についての周波数掃引中
に収集されたサンプルと他の試験片についての周波数掃
引中に収集されたサンプルを比較することによって、素
速くかつ効率的に検出するものである。

さらに、基準品についての周波数掃引中に収集格納され
たサンプルと異った所定の周波数で他の品についての周
波数掃引中におけるサンプルとの間の差を表示器６４上
での表示又は異った周波数による掃引により収集された
サンプルを表示することによって、マイクロコンピュー
タ１は、上述の連続した試験中に標本においてパラメー
タが存在すればこれを決めることができる。

渦電流についての他の物理現象としては、これらの渦電
流の浸透深さが使用周波数の関数となることである。

この現象は次式で表わされる。すなわち、ここで、δは
浸透（又はａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　）の深さであり、
μは被試験品の透磁率、σは被試験品の物質の導電率で
ある。

本発明の試験装置によって行なわれる周波数掃引によれ
ば、種々のコーティング例えばメッキ。

コンクリート又はその他のものの厚みの測定が容易にな
る。

本発明の試験装置の第２の例は以下に述べるようにメ・
ツキの厚み決定方法である。

この場合、渦電流の浸透深さが被測定物であるメッキの
深さよりも大きくなるような周波数で始動しかつ渦電流
が５ｕｐｅｒｆｉｃｉａｌｌｙに流れるような周波数で
停止するような周波数掃引範囲を選択する７’（メにマ
イクロコンピュータ１のキーボードを操作するものであ
る。この周波数範囲は、物質又はメッキを施した試験品
についての周波数のｇｌｏｂａｌ範囲に渡る周波数掃引
の後に、マイクロコンピュータ１による解析によって決
定できる。さらに、マイクロコンビーータは渦電流の周
波数範囲内での試験に必要な周波数範囲を選択する。

それ故に、コンピュータ１によりメッキしていない物質
についてのサンプル又はコンピュータが表示器３４にこ
れらのサンプルを、大きさおよび渦電流の浸透深さに対
する位相シフトのプロブトで表示する時に操作により比
較することによって極めて正確にメッキの厚さを測定す
ることができる。もちろん論理的゛又は実験的にｃａｌ
ｉｂｒａｔｉｏｎ　ｆ行なうことが可能である。以上の
２つの厄用例からも明らかなように、本発明の試験装置
はマイクロコンビーータのソフトウェアを変更すれば非
常に多くの応用分野において使用可能である。

最後に、キーボード６６と装置６５の代りにビデオスク
リーンを用いることができることは明白である。キーボ
ード６６によって装置を制御する代りに選択スイッチ６
６と装置３５を用いて制御することも可能である。この
場合、装置６５のスクリーンは異なる試験操作に関する
結果を表示するのに使用できることはもちろんである。

本発明を実施例によって説明したが、この実施例は発明
の性質を変更することなく請求範囲内で任意に変更でき
ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による渦電流非破壊試験装置の実施例を
示すブロック結線図、第２図（４）〜第２図（Ｃ）は第
１図の渦電流非破壊装置の一部を形成する三つの異なっ
たプローブを示すものである。 １・・・マイクロコンピュータ、２・・・Ａ／Ｄ変換器
、６・・・選択器、４・・・水晶振動子、５・・・正弦
波発生器、６・・・Ｄ／Ａ変換器、７・・・加算器、８
・・・パワー増幅器、９・・・プローブアダプタ、１０
・・・変換器、１１・・・プローブ、１２．１３・・・
レベル検出器、１４・・・位相検出器、１５・・・加算
器、１６・・・増幅器、１７・・・交流／直流変換器、
１８・・・加算器、１９・・・増幅器、２０．２１・・
・アナログ変換器、２２・・・試験標本、６６・・・キ
ーボード、３４・・・表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　所定の周波数範内で掃引さｆした周彼数全有す
   る交流信号ケ発生する手段と。 前記周波数掃引さｎた信号に応じて交流磁界を発生する
   磁界発生手段と、該交流磁界によって誘起した渦電流に
   ぶって修正さｎ交流磁界に対応する交流出力信号？発生
   する交流信号発生手段とからなり、前記交流磁界は周波
   数掃引信号の周波数に従属するとともに試験標本に誘導
   さｎた磁界によって誘起さｎた渦電流にエフ変化する周
   波数？有し、前記誘起さ′ｎた渦電流が前記試験標本の
   構造の関数である検出手段と。 多数の異なつ危局波数で前記誘起し，ｆｃｍ　電．流に
   よって変化した交流砒界會表わす少なくとも１つの可変
   出力信号でサンプリングするサンプリング手段と。 前記サンプリング手段に工り収集さｎた磁界の少なくと
   も１つの可変出力信号のサンプル全処理する几めの処理
   手段とからなり。 前記処理手段が，前記サンプリング手段により多数の異
   つｔ周波数で収集さ′ｎた前記少なくとも１つの可変信
   号の多数のサンプルによる前記試験標本の構造に関する
   多数のデータに工って構成さｎていること全特徴とする
   渦電流非破壊試験装置。 （２）前記サンプリング手段が、周波数掃引信号の多数
   の異った周波数で変化した交流磁界の出刃信号の層幅と
   変化し比出力信号の前記出力１Ｗ号と前記周波数掃引さ
   した信号間の位相シフト、変化した前記出力信号および
   前記少なくとも１つの可変出力信号に相当する出力信号
   の層幅會サンプリングするための手段に工って構成さｎ
   ている特許請求範囲第１項の試験装置。 （３）　前記処理手段が、前記誘導磁界内に配役さ：ｎ
   、ｉ基準標本に関して行なわＡ、６第１の試験操作中に
   前記サンプリング手段に工って収集さ几た少なくとも１
   つの可変サンプル全格納する手段と。 前、記第１の試験操作に追従しかつ前記基準標本と同様
   な標本に関して行なわｒる少なくとも１つの試験操作中
   に前記サンプリング手段によって収集さｎた少なくとも
   １つの可変サンプル全格納する手段とからなり、前記基
   準標本と同様な標本がめるべき特許のパラメータであり
   、かつ前記１つの試験操作中の前記試験標本全構成する
   ことを特（４）前記サンプリング手段が、前記６異つ次
   局波数でサンプル全収集する定めに、前記異つ友各周波
   数で掃引さｎた周波数で継続的にロックする友めの前記
   発生手段に作用する手段を有する特許請求の範囲第１項
   の試験装置。 （５）　前記検出手段が、前記周波数掃引さｎた信号全
   供給するプローブ會有し、前記周波数掃引さｎ比信号音
   発生するための手段が、前記周波数掃引さｌｒした信号
   の振幅全変える之めの手段を有する特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 （６）前記処理手段が、前記第１の試験操作中に収集さ
   ｆ″した少なくとも１つの可変サンプルと他の試験操作
   中に収集さｎ７可変サンプルとを比較する几めの手段を
   有する特許請求の範囲第１項の試験装置。　・ （７）　前記処理手段が１周波数の関数として交流磁界
   の変化？示す前記出力信号の部幅と前記位相シフトの値
   を表示するための手段を有する特許請求の範囲第２項の
   試験装置。 ＋８）前記処理手段が、平面内で前記出力信号の層幅全
   前記位相シフトの値の関数としてプロット表示を行逢う
   手段を有する特許請求の範囲第２項の装置。 （９）前記処理手段が、前記試験標本における渦蟹流の
   浸透深さの関数として前記出力信号の感１喝と位相シフ
   ト値全表示する手段を有する特許請求の範囲第２項の装
   置、。 （１０）　前記検出手段が、第１と第２の部分を有する
   巻線によって形成さｌｒしたプローブｌ／ｌｌ：工って
   構成さｎ、前記巻線の第１の部分が誘導交流イ６界を発
   生するｋめの前記手段？形成し、前記第２の部分が変化
   し友交＃、磁界（！ｌ−下す出力１ｇ号を発生する之め
   の手段ケ形成する特許請求の範囲第１項の試験装置。 αυ　前日己サンプリング手段が、異なった試験操作中
   に収集さ几た少なくとも１つの可変値サンプルの１氏い
   変化全検出できるように前記サンプリング手段の感度會
   増力口させる手段？有する特許請求の範囲第１項の試験
   装置っ ａ２　前記周波数掃引さｎた１宮号會発生するための手
   段が１周波数ステップによって掃引さ７′した周波数管
   有する信号音発生するための手段ＶＣよって構成さｎ、
   前記周波数ステップは、前記サンプリング手段が前記少
   くとも１つの可変値のサンプル収集するところの異った
   周波数に対応すること全特徴とする特許請求の範囲第１
   項の試験装置。 （至）　前記誘導交流磁界′＋ｃ発生させるための手段
   が、２つの端部會有する巻線によって構成さルている特
   許請求の範囲第１項の試験装置。 ｕ４　変化したダ滝磁界？表わす前記交流出力信号葡発
   生させるための手段が、磁気抵抗センサである特許請求
   の範囲第１項の試験装置。 、ａａ　＝足の周波数範囲内で掃引さｔ′Ｌ九周波周波
   数する交流信号全発生させるステップと。 前訛周彼数掃引さｌｒした信号に応じて誘導交流磁界を
   発生させ、前記誘導交流磁界が周波数掃引さ几た信号の
   周波数に追従するとともに前記誘導研界ｖｃ工って該磁
   界内に配直さｎた試験標本に誘起さｎる渦電流によって
   変わり、該渦１Ｍ、流が試験標本の構造の関数となるよ
   うなステップと、前記誘導しｆｃ渦ｖｔ流によって変る
   交流磁界を表わす交流イ百号を発生させるステップと。 前記変化し友交流磁界金表わす前記信号ｉＣ関連し友少
   なくとも１つの可変サンプルで周波数掃引すｎ、た信号
   の多くの異った周波数でサンプリングするステップお工
   び。 前記サンプリングステップ中に収集さｎ変化した磁界を
   表わす前記信号に関連した少なくとも１つの可変サンプ
   ルのサンプル処理全行うステップとによって構成さｎ、 前記試験標本の構造に関する多数のデータが、周波数掃
   引さｎた信号の多数の異なっ定周波数で収集さｆ１７ｊ
   少なくとも１つの多数の０Ｔ変サンプルによる前記処理
   ステップに対して有用である渦電流非破壊試験方法。 （イ）前記サンプリングステップが、前記周波数掃引さ
   ｎ　ｆｃｒｇ号の多数の異なる周波数で、変化した６界
   全表わす前記信号の振幅お工びこの４ｇ号と周波数掃引
   さまた信号間の位相シフト、変化した磁界と前少なくと
   も１つの可変埴全嘴成する位相シフト７表わす前記信号
   の娠幅會サンプリングするステップによって構成さｒし
   ている特許請求の範囲、第１５項の試験方法。 ０η　前記処理ステップが次のステップからなる特許請
   求の範囲第１５項の試験方法： 前記磁界内に配置さｎ友基準標本に対して前記交流信号
   発生ステップ、誘導交流磁界発生ステップおＬびサンプ
   リングステップが冥行さｎる第１の試験操作中に前記基
   準標本が第１の試験操作中に前記試験標本としたサンプ
   ルを格納するステップと。 前記第１の試験操作に追従し前記基本標本と同じＬうな
   標本に対して少なくとも１つの試験操作中に前記誘導６
   界発生ステップ、交流磁界発生ステップおよびサンプリ
   ングステップ金実行すると共に前記同様な標本全前記少
   なくとも１つの試験操作中は誘導磁界内に配置して収集
   さｎた少なくとも１つの可変サンプル全格納するステッ
   プお工び。 前記第１の試験操作中にサンプルさｎた少なくとも１つ
   のサンプルと前１ｌ１２第１の試験操作に追従して行な
   わｎる少なくとも１つの試験操作中にサンプルさｎた少
   なくとも１つの可変サンプル間ノ差全決めるのに重要で
   あるサンプルと全比較するステップ。 ０＆　前記周波数掃引さｎ九侶号を発生するステップが
   １周波、改ステップによって掃引さ′ｎｎ局周波数府す
   る信号音発生するステップに工って構成さｎ、前記周波
   数ステップが収集され友前記少なくとも１つの可変サン
   プルである周波数に対応していることｔ％徴とする特許
   請求の範囲第１５項の試験方法。 ａつ　前記処理ステップが、前ｄ己第１Ｉ７）＃ｌｃ験
   操作中に収集さＡｍサンプル全格納するステップと。 他の試験操作中に得らｒｔ７を少なくとも１つのａＪ変
   サンプルを格納するステップと、こｎらの格納さ扛たサ
   ンプルを比較するステップにぶって構成さｒている特許
   請求の範囲第１５項の試験方法。