JPS61184452A

JPS61184452A - 渦流探傷装置

Info

Publication number: JPS61184452A
Application number: JP60025435A
Authority: JP
Inventors: Shoji Yamate; 山手　捷治
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1985-02-12
Filing date: 1985-02-12
Publication date: 1986-08-18

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】崖ｌ上坐且且豆立この発明は、交番磁界中におかれた導電性の棒や板など
の被検査材の表面に生ずる渦電流の変化を、検出コイル
で検出することに基づき、被検査材の探傷を行う渦流探
傷装置に係り、特に前記被検査材の探傷面に沿って多数
の検出コイルを配列し、各検出コイルに励振信号を順次
送り、端子電圧の和を取り出すことによって前記検出コ
イルを揺動あるいは回転させることなく被検査材の探傷
を行う、いわゆる電子推移式の渦流探傷装置に関する。

従米辺且血搬送ラインを走行している棒状または板状の被検査材に
おける搬送方向と同方向の傷を探傷する渦流探傷装置を
、検出コイルの構成によって大別すると２つに別れる。

１つは、搬送方向と直交するように探傷面に沿って検出
コイルを回転あるいは揺動させるもの、他の１つは搬送
方向と直交するように探傷面に沿って多数の検出コイル
を配列し、各検出コイルの信号をアナログスイッチなど
で切り換えて順次取り出すものである。

、日　＜−ゞ　しよ゛と　る。６占しかしながら、検出コイルを駆動させる前者の渦流探傷
装置は、検出コイルに誘起した信号をスリップリングや
回転トランスなどを介して取り出すので、雑音が増加し
たり、信号が減衰するという欠点がある。また検出コイ
ルを揺動させた場合、検出コイルの繰り返し運動によっ
て信号線が損傷される場合もある。

一方、探傷面に沿って多数の検出コイルを配列した後者
の渦流探傷装置にあっては、前者の渦流探傷装置のよう
な問題は生じないが、各検出コイルの信号をアナログス
イッチなどで切り換えて順次に取り出すために、信号処
理が複雑化し装置が高価になるという別異の問題がある
。また、前記スイッチの切り換えにより雑音が発生した
り、検出分解能が悪い（検出コイル１ヶ分の分解能しか
無い）などの欠点もある。

この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、検出
コイルを機械的に移動させずに探傷することができ、比
較的信号処理が簡単で、かつ雑音の発生の少ない渦流探
傷装置を提供することを目的としている。

口　占を　ンするための第１図はこの発明に係る渦流探傷装置のプロ・ツク図で
ある。

１００はそれぞれ磁気的に分離された複数個の検出コイ
ルを、図示しない被検査材の搬送方向に対して略直交す
る方向に配列するとともに、前記被検査材の探傷面に近
接して設けられる検出コイル群である。

２００は前記検出コイル群１００を構成する各検出コイ
ルに順次に所定の励振信号を与える励振信号発生回路で
ある。この励振信号は、Ｅ［１＋５ｉｎ（（φｔ　／Ｐ
）　　＋ｙｒＲ）　］　ｓｉｎ　φｔ　　（但し、Ｅは
振幅値、φは１般送波の角速度、Ｐは包絡波形の１周期
に包まれる搬送波の波数、Ｒは検出コイルの数に関連し
て定められる正の整数）の１周期分に当たる信号である
。

３００は前記検出コイル群１００の内、所定の検出コイ
ルの端子電圧をそれぞれ入力し、これらを合成して得ら
れた検出信号を出力する加算回路である。

４００は検出コイル群１００の各検出コイルと、被検査
材の探傷面との間隙寸法の変動によって生ずる前記検出
信号の強度変化リフトオフ効果を補正する、いわゆるリ
フトオフ補正回路である。このリフトオフ補正回路４０
０は、前記検出信号を入力する自動利得調整回路（ＡＧ
Ｃ回路）を備える一方、この検出信号の強度変化を検出
し、その検出値を検出コイルと探傷面との間隙寸法の変
化とそのときの検出コイルの端子電圧との関係式でもっ
て変換して得られる補正信号によって前記自動利得調整
回路の利得制御を行う。

５００は前記リフトオフ補正された検出信号と、一定の
時間遅れを伴った前記検出信号との差動をとることによ
り温度ドリフトオフなどによる検出信号のレベル変化の
補正を行う差動回路である。

但し、このような差動手段は検出コイル群１００を構成
する各検出コイルを差動結合することによっても達成さ
れる。

６００は前記差動出力を直交する位相をもつ２つの参照
信号で同期検波することにより、直交する２方向の同期
検波出力を与える同期検波回路である。

７００は前記同期検波出力に含まれる定常成分を抽出す
るとともに、少なくともこの定常成分と時々刻々の同期
検波出力との差を取ることによって直交する２方向の傷
信号を与えるオートバランス回路である。

８００は前記傷信号を、予め知られている代表的な傷の
傷信号と比較することにより、傷の判別を行う判別回路
である。

作且前述した励振信号を与えられる検出コイル群１００の各
検出コイルの端子電圧が、加算回路３００で加え合わさ
れると、その加算出力は振幅が略一定の正弦波となる。

この検出信号は、１個の検出コイルを探傷面に沿って走
査したときに得られる検出信号と略同形である。各検出
コイルの端子電圧を加算することによって得られた検出
信号は、一つの信号処理系統によって処理される。即ち
検出信号はリフトオフ補正回路４００でリフトオフ補正
された後、差動回路５００で温度ドリフト等の補正をさ
れ、さらに同期検波回路６００で直交する２方向成分に
分離される。しかして前記同期検波出力を与えられたオ
ートバランス回路７００は、各検波出力から急峻な信号
変化を抽出し、これを傷信号として次段の判別回路に与
える。判別回路８００は与えられた傷信号と、予め知ら
れている代表的な傷信号とを比較することにより、検出
すべき傷か否かの判別を行う。

１皿促第２図は検出コイル群１００の実施例を示した説明図で
ある。検出コイル群１００を構成する検出コイルは、コ
の字形状の板状フェライトコア１０１　と、このフェラ
イトコア１０１の両端鉛直部材に巻回され、励振用及び
検出用のコイルを兼用するコイル１０２とから構成され
ている。しかしフェライトコア１０１に巻回されるコイ
ルは、励振コイルと検出コイルを個別に巻くものであっ
てもよい。このような検出コイルは、例えばアクリル板
などの非磁性体からなるスペーサ１０３を介して重ね合
わされる。そのため各検出コイルは前記スペーサ１０３
によって磁気的に分離されている。

上述した検出コイル群１００は、主として被検査材の搬
送方向に沿って発生する傷を探傷するために、前記搬送
方向に対して略直交する方向に配列されるとともに、前
記被検査材の探傷面に近接して設けられる。

なおこの実施例において検出コイル群１００は２４個の
検出コイルを連ねることによって形成されている。しか
し検出コイル群１００の両側にある各４個の検出コイル
は、被検査材の端部の影響により検出信号の振幅が大き
くなるのを抑制するために設けられるもので、前記両端
部の検出コイルには励振のみが行われ、これらのコイル
からは検出信号の取り出しは行われない。従ってこの実
施例において、実際の探傷に寄与するのは検出コイル群
１００の中央部にある１６個の検出コイルである。

第３図は前記検出コイル群１００の各検出コイルに所定
の励振信号を順次に与える励振信号発生回路２００の実
施例を略示したブロック図である。

同図において２０１は、例えば１０２４　Ｋ１１ｚの発
振出力を与える発振器である。２０２は前記発振出力を
与えられる分周器であり、この分周器２０２は例えば１
２８ＫＨｚの搬送波、４　Ｋ１１ｚの包絡波形及び後述
するアナログスイッチを所定の順序で切り換えるゲート
パルスを発生する。

２０３及び２０４は前記分周期２０２から与えられた搬
送波及び包絡波形を同調増幅する同調増幅器である。

２０５及び２０６は同調増幅された包絡波形を与えられ
る移相増幅器、２０７は同調増幅された搬送波を与えら
れる移相増幅器である。移相増幅器２０５は、移相増幅
器２０６の出力信号よりも位相がπだけ進んだ出力を与
える。また移相増幅器２０７は搬送波の位相と包絡波形
の位相とが揃うように移相増幅を行う。

２０８及び２０９は、移相増幅された包絡波形によって
移相増幅された搬送波を振幅変調する変調器である。

２１０〜２１５は、いわゆるマトリックス状に配列され
たアナログスイッチであり、このアナログスイッチ２１
０〜２１５は前記分周器２０２から所定のタイミングで
出力されたゲートパルスを与えられることにより、位相
がπだけずれた包絡波形でそれぞれ振幅変調された各搬
送波を２πごとの位相でしかも包絡波形が０■になるタ
イミングで区切り、前記検出コイル群１００の各検出コ
イルに励振信号を順次に与える。従って、スイッチノイ
ズは発生しない。

２１６は各検出コイルとアナログスイッチ２１０〜２１
５の出力端子との間に介在する可変インピーダンス素子
である。可変インピーダンス素子２１６は検出コイルの
特性のばらつきを揃えるために設けられるもので、各素
子のインピーダンスを個別にｍ１１ａして、アナログス
イッチ２１０〜２１５から与えられる各励振信号の振幅
及び位相を適宜に調整することにより、常時における各
検出コイルの端子電圧の大きさ及びその位相を一致させ
る。

第４図は加算回路３００、リフトオフ補正回路４００、
差動回路５００及び同期検波回路６００の実施例を略示
したブロック図である。

加算回路３００は検出コイル群１００の両端部にある各
４個の検出コイルを除いた他の検出コイルの端子電圧を
それぞれ与えられる。

リフトオフ補正回路４００は、加算回路３００の出力で
ある検出信号を与えられる自動利得調整回路４０１と、
前記検出信号の強度変化を検出する絶対値検波器４０２
と、前記検波出力を与えられる低域ろ波器４０３とを含
み、前記低域ろ波器４０３の出力に基づきリフトオフ補
正信号を出力して自動利得調整回路４０１の利得を制御
する補正係数発生回路４０４とから構成される。検出コ
イルの端子電圧の大きさが被検査材の探傷面と検出コイ
ルとの距離に対して指数関数的に変化することに関連し
て、前記補正係数発生回路４０４は低域ろ波器４０３の
出力を前記指数関数の逆数でもって変換することによっ
て得られるリフトオフ補正信号を出力する。

差動回路５００は、リフトオフ補正された検出信号を与
えられるアナログシフトレジスタ５０１　と、前記検出
信号とアナログシフトレジスタの出力とを減算する減算
器５０２とから構成される。

同期検波回路６００は、直交する２方向の同期検波出力
を与える２つの同期検波回路から構成されている。６０
１及び６１１は位相が直交した１２８ＫＨｚのタイミン
グパルスによって差動回路５００の差動出力をサンプリ
ングするサンプルホールド回路である。６０２及び６１
２は前記サンプルホールド回路６０１及び６１１の出力
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器である。６０３及び６１
３は前記デジタル信号に変換された出力をそれぞれう・
７チするラッチ回路である。従って前記サンプルホール
ド回路６０１　、Ａ／Ｄ変換器６０２及びラッチ回路６
０３はＸ方向の成分を与える同期検波回路を構成し、サ
ンプルホールド回路６１１　、Ａ／Ｄ変換器６１２及び
ラッチ回路６１３は前記Ｘ方向と直交するＹ方向の成分
を与える同期検波回路を構成する。なお６０４は分周器
２０２から与えられるパルスに基づき、前記各同期検波
回路にタイミングパルスを与えるタイミングパルス発生
回路である。

第５図はオートバランス回路７００及び判別回路８００
などの実施例の構成を略示したブロック図である。

オートバランス回路７１０は、前記同期検波回路６００
からＸ方向の同期検波出力を与えられるＸ方向オートバ
ランス回路７１０と、Ｙ方向の同期検波出力を与えられ
るＹ方向オートバランス回路７３０とを含む。オートバ
ランス回路７１０と７３０は同様の構成を有するので、
以下Ｘ方向オートバランス回路７１０の構成を例にとっ
て説明する。

７１１は前記ラッチ回路６０３からＸ方向の同期検波出
力を一方入力として与えられると共に、後述するメモリ
７１５の出力を他方入力として与えられる減算器である
。

７１２は減算器７１１の出力を一方入力として与えられ
、また時定数設定器７１３から時定数の元になる乗数１
　／　ｎを他方入力として与えられる乗算器である。時
定数の元になる乗数１／ｎのｎの値を大きく設定すると
、オートバランス回路の応答時間は長くなり、逆にこれ
を小さくするとその応答時間は短くなるので、検出信号
に含まれる傷信号が変化の遅い成分から成るときは前記
時定数はこの傷信号を補正して弱めないように充分小さ
く設定される。

７１４は前記乗算器７１２及び後述するメモリ７１５の
各出力を与えられる加算器である。

７１５は１走査分の加算器７１４の出力を蓄えるメモリ
である。メモリ７１５は検出コイル群１００を構成する
検出コイルの内、探傷に寄与する１６個の検出コイルの
各端子電圧に対応した加算器７１４の出力をさらに１６
分割してそれぞれ蓄える２５６番地の記憶領域を備えて
いる。メモリ７１５は各番地の記憶内容を走査ごとに新
しいデータに更新してゆくと共に、各番地の過去のデー
タを順に出力する。

７１６は前記減算器７１１の出力をアナログ信号に変換
するＤ／Ａ変換器である。７１７はアナログ信号に変換
された減産器７１１の出力信号を与えられ、Ｘ方向のオ
ートバランス出力を与える帯域ろ波器である。

７１８は学習指令信号発生器７２２がら与えられる学習
指令信号に基づき、無傷の被検査材が通過したときの１
走査分の探傷データを記憶するメモリである。

７１９はメモリ７１５及び７１８の各出力を与えられる
減算器である。７２０は減算器７１９の出力をアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換器、７２１はアナログ信号に
変換された減算器７１９の出力を与えられ、縦長借出力
を与える帯域ろ波器である。

判別回路８００は、メモリ８０１及び８０２と相関器８
０３及び８０４から構成される。メモリ８０１は代表的
な縦長価がある標準材を探傷したときに、オートバラン
ス回路７１０及び７３０から与えられる代表的なＸ方向
及びＹ方向の縦長借出力を、記憶指令を与えられること
により記憶する。メモリ８０２は、代表的な小さな傷の
ある標準材を探傷したときに、オートバランス回路７１
０及び７３０から出力されるＸ方向及びＹ方向のオート
バランス出力を与えられ、記憶指令を与えられることに
基づきこれらを蓄える。

相関器８０３は前記メモリ８０１から代表的な縦長借出
力ｘｉ、ｙｉを与えられると共に、前記オートバランス
回路７１０及び７３０から被検査材の縦長借出力Ｘｉ、
Ｙｉを与えられることにより両者の相互相関関数を算出
し、これより探傷すべき縦長価を判別する。相関器８０
４はメモリ８０２から代表的な借出力ｘｉ、、ｙｉを与
えられると共に、オートバランス回路７１０および７３
０から被検査材の借出力をそれぞれ与えられることによ
り、両者の相互相関関数を算出し、その結果より探傷す
べき傷信号を判別する。

９００及び９１０は前記相関器８０３及び８０４の出力
を強調するｎ乗回路である。

次に第２図〜第５図に示したこの発明の一実施例に係る
渦流探傷装置の動作について説明する。

第６図は第３図に示した励振信号発生回路２００の各部
の動作波形図を示す。

第３図に示すように、発振器２０１の出力である１２４
ｋ）ｌｚの正弦波は分周器２０２で１２８　ｋｌｌｚの
正弦波に分周された後、同調増幅器２０３で増幅される
。

同調増幅器２０３の出力は移相増幅器２０７に与えられ
、後述する包絡波形とその位相があわせられ、第６図（
ａｌに示すような１般送波として変調回路２０８及び２
０９に与えられる。

発振器２０１の出力は分周器２０２で４　ｋＨｚの正弦
波に分周器され、さらに同調増幅器２０４で増幅された
後、移相増幅器２０５及び２０６にそれぞれ与えられる
。移相増幅器２０５及び２０６は第６図（ｂ）及び（Ｃ
）に示すようにそれぞれ位相がπずれた正弦波を出力す
る。移相増幅された４ｋｌｌｚの正弦波は変調信号とし
て変調回路２０８及び２０９にそれぞれ与えられる。

変調回路２０８は第６図（ａｌに示す搬送波を同図（ｂ
）に示す正弦波によって変調し、第６図（ｄ）に示すよ
うな振幅変調信号を出力する。一方、変調回路２０９は
同図（ａｌに示す搬送波を同図（Ｃ１に示す正弦波で振
幅変調することにより同図（ｅ）に示す振幅変調信号を
出力する。この振幅変調信号ｄはアナログスイッチ２１
０〜２１２に与えられる。また振幅変調信号ｅはアナロ
グスイッチ２１３〜２１５に与えられる。

一方、分周器２０２は発振器２０１の発振出力を分周す
ることにより、第６図（ｆｌ）〜（ｆｎ）に示すように
、パルス幅が前記振幅変調信号の包絡波形を与える４ｋ
ｌｌｚの正弦波の一周期分に相当するゲートパルスをπ
位相差で出力する。このゲートパルスはアナログスイッ
チ２１０．２１３．２１１．２１４．２１２．２１５に
、その順に与えられる。これにより振幅変調信号ｄ及び
ｅは一周期ごとに包絡波形が０■となるタイミングで裁
断されてアナログスイッチ２１０〜２１５から出力され
、インピータンス変換器２１６を介して検出コイル群１
００の各検出コイルに与えられる。

第７図は検出コイル群１００の各検出コイルに与えられ
る励振信号を示している。励振信号の包絡波形はＥ［１
＋５ｉｎ（φｔ　／Ｐ）　）であられされる。ここでＥ
は包絡波形の振幅値、φは搬送波の角速度、Ｐは包絡波
形に含まれる搬送波の波数であって、本実施例では３２
に設定されている。上式より明らかなように、包絡波形
の最大値は２Ｅ、その最小値はＯであり常に０以上の値
をとる。また搬送波をｓｉｎ　φＬで表すと、第７図に
示した励振信号は、Ｅ［ｌ＋５ｉｎ（（φｔ　／Ｐ）＋
４Ｒ）］　ｓｉｎ　φｔであられされる。ここでＲは検
出コイル群１００を構成する検出コイルの数に関連して
定められる正の整数であり、本実施例では２４である。

第７図に示すような励振信号を与えられることにより、
検出コイル群１００の各検出コイルは励磁されることに
基づき、各検出コイルが被検査材の渦電流の変化を検出
し、これを各端子電圧として出力する。検出コイル群１
００の両端部にある４個の検出コイルを除く検出コイル
の各端子電圧は、加算回路３００にそれぞれ与えられる
。

以下、第４図に従い加算回路３００、リフトオフ補正回
路４００、差動回路５００及び同期検波回路６００の動
作について説明する。

加算回路３００の出力は、第８図に示すように最゛初と
最後の部分を除いて一定の振幅値を示している。この波
形は一個の検出コイルを探傷面に沿って移動させた時に
誘起される信号の波形と極めて近似している。

加算回路３００の出力である受信信号はりフトオフ補正
回路４００を構成している自動利得調整回路４０１に与
えられると共に、絶対値検波回路４０２及び低域ろ波器
４０３を介して補正計数発生回路４０４に与えられる。

ところで搬送される被検査材の振動などにより探傷面と
検出コイル群１００の各検出コイルとの間隙寸法は変動
するのが通常である。これにより各検出コイルの端子電
圧は強度変化を生じることが知られている（リフトオフ
効果）。前記検出信号が絶対値検波回路４０２及び低域
ろ波器４０３を蓬ることにより、前記リフトオフ効果に
よって生じた検出信号の強度変化が抽出される。この強
度変動分を指数関数の逆数で変換することによって得ら
れるリフトオフ補正信号が、補正計数発生回路４゜４か
ら自動利得調整回路４０１に与えられる。これにより、
自動利得調整回路４０１はリフトオフ効果による検出信
号の強度変動を抑制するようにその利得が制御される。

しかしてリフトオフ補正された検出信号は次段の差動回
路５００に与えられる。

自動利得調整回路４０１の出力はアナログシフトレジス
タ５０１及び減算器５０２に与えられる。アナログシフ
トレジスタ５０１に入力された信号は一定の時間遅れを
伴って出力され、減算器５０２の他方入力として与えら
れる。減算器５０２で上記両信号の減算が行われる結果
、例えば温度ドリフトなどによる検出信号の緩慢なレベ
ル変化が補正される。

減算器５０２の出力は次段の同期検波回路６００に与え
られる。

サンプルホールド回路６０１はタイミングパルス発生面
６０４によって制御されることにより、前記減算器５０
２から与えられた信号を、周波数１２８ｋＨｚ、位相０
度のサンプリングパルスでサンプリングする。サンプル
ホールドされた信号は次のＡ／Ｄｉ換器６０２によって
デジタル信号に変換された後、ランチ回路６０３によっ
て保持される。同様にサンプルホールド回路６１１はタ
イミングパルス発生回路６０４によって制御され、前記
減算器５０２の出力信号を、周波数１２８ｋｆｌｚ、位
相９０度のサンプリングパルスでサンプリングを行う。

サンプルホールドされた信号はＡ／Ｄ変換器６１２によ
ってデジタル信号に変換された後、ラッチ回路６１３に
よって保持される。しかしてランチ回路６０３はＸ方向
の同期検波出力を与え、ラッチ回路６１３はＹ方向の同
期検波出力を与える。直交する二つの同期検波出力Ｘ、
Ｙは次段のオートバランス回路７００に与えられる。

以下オートバランス回路７１０の動作を例にとって説明
する。

ランチ回路６０３から出力されるＸ方向の同期検波出力
に定常成分があると、減算器７１１を介して与えられた
定常成分に時定数１／ｎ　　が乗じられた量が乗算器７
１２から出力される。この乗算結果は加算器７１４を介
してメモリ７１５に各走査周期ごとに蓄えられる。しか
してメモリ７１５の記憶内容は加算器７１４及び減算器
７１１の一方入力として与えるために、加算器７１４の
加算出力は定常出力成分を徐々に積算してゆき、これが
メモリ７１５の記憶内容と更新される。加算器７１４に
よって定常成分が順次積算されることにより、メモリ７
１５の記憶内容は定常成分と同一の値となる。したがっ
て、このメモリの記憶内容を与えられる減算器７１１は
、定常状態においてその出力がＯとなる。

一方、第９図に示すように、検出コイル群１００が被検
査材の比較的小さな傷を探傷した場合ランチ回路６０３
の出力信号に急峻な変化が生じる（第９図（ａ３）、（
ａ４）参照）。このような傷信号を含んだランチ回路６
０３の出力信号と定常状態との信号（第９図（ａｌ）、
（ａ２）、（ａ５）参照）が減算器７１１で減算される
結果、減算器７１１は第９図（ｂ３）及び（ｂ４）に示
すような傷信号を出力する。

この傷信号はＤ／Ａ変換器７１６および帯域ろ波器７１
７を介してＸ方向のオートバランス出力として出力され
る。

ところで被検査材に搬送方向の縦長価があると、検出信
号の変化は長期にわたるために、この縦長価はあたかも
定常成分としてメモリ７１５に蓄えられる。そのため減
算器７１１は縦長価を検出したことに基づく傷信号を出
力しないという不都合が生じる。そこでこのメモリ７１
５の内容はもう一つの減算器７１９の一方入力として与
えられる。減算器７１９は、メモリ７１５の内容と、メ
モリ７１８に予め与えられた無傷の標準材の信号とを比
較する。尚、メモリ７１８は予め無傷の標準材を探傷し
た場合のメモリ７１５の出力が与えられ、これを学習指
令信号発生器７２２からの指令に基づき蓄える。このよ
うに減算器７１９において、無傷の標準材の信号と、通
常の被検査材を探傷したときの信号を蓄えるメモリ７１
５の信号とが減算されることにより、減算器７１９はメ
モリ７１５に蓄えられた信号に含まれる縦長傷信号を出
力する。縦長傷信号はＤ／Ａ変換器７２０及び帯域フィ
ルタ７２１を介してＸ方向の縦長借出力として与えられ
る。

同様に前記ランチ回路６１３から与えられるＹ方向の同
期検波出力はオートバランス回路７３０に与えられる。

しかしてオートバランス回路７３０はＹ方向のオートバ
ランス出力及びＹ方向の１１　区（ＩＡ出力を次段の判
別回路８００に与える。

次に、判別回路８００の動作について説明する。

メモリ８０１には代表的な縦長傷信号のＸ方向及びＹ方
向成分が蓄えられている。これらの傷信号は、代表的な
縦長価を有する標準材を探傷した場合に得られる前記縦
長借出力を、記１．ａ指令を与えられることに基づきメ
モリ８０１　に記↑、ａされる。同様にメモリ８０２は
、代表的な小さな傷を有する標準材を探傷した場合に得
られるＸ方向及びＹ方向のオートバランス回路を蓄える
。

相関器８０３は被検査材を探傷することによって得られ
た前記縦長傷出力Ｘｉ、Ｙｉと、前記メモリ８０１に蓄
えられた代表的な縦長傷出力ｘｉ、ｙｉとの相互相関を
とる。前記両出力の相互相関関数はΣ（Ｘｉ−ｘｉ　−
Ｎ’１−ｙｉ）で与えられる。同様に相関器８０４はオ
ートバランス回路７００から与えられた被検査材を探傷
することに基づくオートバランス出力と、メモリ８０２
に蓄えられたオートバランス出力との相互相関関数を算
出する。相関器８０３及び８０４の出力はｎ東回路９０
０及び９１０によって強調された後、次段の図示しない
記録計及びコンパレータ等に送られる。しかしてコンパ
レータは検出すべき欠陥、即ち傷の大きさに応じて基準
電圧が設定されており、前記相互相関関数の出力が基準
電圧よりも大きい場合に所定の信号を出力することによ
り、傷が検出された旨を表示する。

尚、上述の実施例では被検査材が鋼板である場合を想定
して、検出コイルを直線状に配列して検出コイル群１０
０を構成した。しかしながら本発明はこれに限られるも
のでなく、被検査材が断面円形の棒状である場合には検
出コイルをそれぞれ分離してリング状に配列することに
よって検出コイル群を形成するものであってもよい。そ
してこの場合、検出コイルの両端の不平衡は無くなるの
で、上述した実施例のように探傷に寄与しない検出コイ
ルを設ける必要い。

また実施例のように鋼板を探傷する場合においても、検
出コイルを探傷面に沿って円形または長円形に配置する
ことにより前記鋼棒を探傷する場合と同様の所謂エンド
レスの走査を行うものであってもよい。

更に検出コイル群を構成する各検出コイルの形態は種々
取り得るものであり、例えば実施例で述べたコの字形状
のフェライトコアにコイルを巻回して検出コイルを構成
する以外に、例えば矩形状のフェライトコアに検出コイ
ルを巻回しこれを適宜に配列して検出コイル群を形成す
るものであってもよい。また検出コイルとしてフェライ
トコアを用いず、空心コイルを用いるものであってもよ
い。

さらに検出コイル群を形成する各検出コイルを差動結合
された一対の検出コイルによって形成するものであって
もよい。この場合温度ドリフトなどによる検出コイルの
端子電圧のレベル変化が相殺されるので、実施例で述べ
たような差動回路５００は必ずしも必要とならない。

また実施例で説明したようにデジタル信号を処理する部
分については、マイクロコンピュータに依ってこれを行
うことができるのは言うまでもない。

発Ｊ坏υ碩艮以上説明したようにこの発明によれば次のような効果を
得ることができる。

■この発明は、分離された検出コイルを連ねることによ
って形成される検出コイル群に、所定の励振信号を順次
に与えて、各検出コイルの端子電圧を加算することによ
って検出信号を得ているので、従来の装置のように機械
的駆動やスイッチ切り換えに基づく雑音発生が極めて少
なく好感度の探傷を行うことができる。

■また、検出コイル群を構成する各検出コイルはそれぞ
れ磁気的に分離されているので、各検出コイル相互の影
響が少なく、高い分解能で探傷することができる。

■さらに、複雑な回転機構や揺動機構が不要であるため
、小型で安価な渦流探傷装置が提供することができ、而
もその保守が極めて容易である。

■各検出コイルの端子電圧は加算されて１の検出信号に
統合されるので、検出コイルの数を増しても信号処理回
路を増やす必要がない。そのため渦流探傷装置を安価に
提供することができる。また被検査材の形状に応じて検
出コイルを変更しても加算回路以降の信号処理回路を変
更する必要がないので標準化しやすく量産が容易である
。

■本発明に係る渦流探傷装置は機械的消耗部品を使用し
ていないので装置の寿命を著しく伸ばすことができる。

■またこの発明によれば検出コイルに可動部品を使用し
ていないので、検出コイルの冷却を容易に行うことがで
きる。例えば水槽内や流水中に検出コイルを配設するこ
とができるので、高温の被検査材の探傷も可能である。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明に係る渦流探傷装置の構成を略示した
ブロック図、第２図は検出コイル群１００の一実施例の
構成を示す説明図、第３図は励振信号発生回路２００の
一実施例の構成を略示したブロック図、第４図は加算回
路３００、リフトオフ補正回路４００、差動回路５００
及び同期検波回路６００の一実施例の構成を略示したブ
ロック図、第５図はオートバランス回路７００、判別回
路８００等の一実施例の構成を略示したブロック図、第
６図〜第９図は前記第２図〜第５図に示した渦流探傷装
置の各部の動作波形を示している。１００　　・・・検出コイル群、２００　　・・・励振
信号発振回路、３００　・・・加算回路、４００　　・
・・リフトオフ補正回路、５００　　・・・差動回路、
６００　・・・同期検波回路、７００　　・・・オート
バランス回路８００　　・・・判別回路。特許出願人　　株式会社　島津製作所代理人　弁理士　　　大　西　孝　冶第１図第２図第６図（ｆｎ）第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれ磁気的に分離された複数個の検出コイル
を、被検査材の搬送方向に対して略直交する方向に配列
されるとともに、前記被検査材の探傷面に近接して設け
られる検出コイル群と、Ｅ［１＋ｓｉｎ｛（φｔ／Ｐ）
＋πＲ｝］ｓｉｎφｔ（但し、Ｅは振幅値、φは搬送波
の角速度、Ｐは包絡波形の１周期に包まれる搬送波の波
数、Ｒは検出コイルの数に関連して定められる正の整数
）の１周期分２πＰ／φの時間に当たる励振信号を、前
記整数Ｒの順番に対応して前記検出コイル群の各検出コ
イルに順次与える励振信号発生回路と、前記検出コイル
群の検出コイルの端子電圧をそれぞれ入力し、これらを
合成して得られた検出信号を出力する加算回路と、前記検出信号を入力する自動利得調整回路を備える一方
、前記検出信号の強度変化を検出し、その検出値を検出
コイルと探傷面との間隙寸法と検出コイルの端子電圧と
の関係式で変換して得られる補正信号によって前記自動
利得調整回路の利得制御を行うリフトオフ補正回路と、検出信号からドリフト成分を除去する差動手段と、前記リフトオフ補正がされ、かつドリフト成分を除去さ
れた検出信号を直交する位相をもつ２つの参照信号で同
期検波して、直交する２方向の同期検波出力を与える同
期検波回路と、前記同期検波出力に含まれる定常成分を抽出するととも
に、少なくともこの定常成分と時々刻々の同期検波出力
との差を取ることによって直交する２方向の傷信号を与
えるオートバランス回路と、前記傷信号を、予め知られ
ている代表的な傷の傷信号と比較することにより、傷の
判別を行う判別手段とを備えたことを特徴とする渦流探
傷装置。
（２）前記差動手段は、リフトオフ補正された検出信号
を入力するアナログシフトレジスタと、前記リフトオフ
補正された検出信号と前記アナログシへトレジスタの出
力とを与えられる減算器とから成るものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の渦流探傷装置。
（３）前記差動手段は、前記検出コイル群を形成する各
検出コイルを差動結合することによって形成されるもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の渦
流探傷装置。
（４）前記判別手段は、代表的な傷信号を予め蓄えられ
る記憶回路と、前記蓄えられた内容と被検査材の探傷に
よってオートバランス回路から与えられる傷信号との相
互相関関数を算出する相関回路とからなるものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の渦流探傷装
置。