JPS6230949A - 渦流探傷装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は渦流探傷装置に係り、特に、検出信号から傷
信号を高いＳ／Ｎ比で取り出すことができる渦流探傷装
置に関する。

（ロ）従来技術 渦流探傷装置は、鋼棒などの被検査材を交番磁界で励磁
して、被検査材の表面欠陥によって生ずる渦電流の乱れ
を磁気的に検出するごとにより探傷を行っている。被検
査材に近接して設けられる検出コイルによって検出され
た信号中には、表面欠陥に基づく傷信号の他に多くの雑
音成分が含まれる。従来、これらの雑音成分を含む検出
信号を予め知られている傷信号の位相で同期検波するこ
とに、１．す（に信号をＩ＋’、！り出している。

−−ツノ、角部が円弧状をなす角型鋼材を探傷する場合
に、差動結合さ才また検出：ｌイルを鋼Ｒ１１１，１１
曲に沿って円形状に回転走査さ・けている。この検出：
１イルが＋１ｉｉ記鋼＋４の角部にくると、差動結合さ
れたコイルのバランスが崩れるので、このときの検出信
号には雑石成分が含まれる。

しかしながら、この種の雑音成分（、［振幅か大きいた
め、その位相が傷信号と近いと、雑石成分の（＋’７．
４１書ｉ皮波形と傷偵元のそれとの車なり合う部分か多
くなる（第２図（ａｌ最小、但し、ａは雑石成分、ｂは
（島信号）。そのため、Ｏ１ｉ記雑音成分と傷信−）と
の間に多少の（）冒１１差があったとしても、その雑音
成分には傷信号と同（☆相の成分もかなり含まれる。（
、たがって、単に傷に〕ｊ向の（１ン相検波出力を傷ｆ
に号とＵ２て出力する従来の＋「ｙでし１．１ｉｉｉ　
ｉＩＩ；し）こよろな傷信号とｒ［１１ＬＳ荀相の雑石
が出力されるため、高いＳ／Ｎ比で傷信υを検出するこ
とができない。

（ハ）ｌ−１的 この発明は、傷信νＪと近接゛４゛る位相を自し、その
振幅が大きな１”１１畠成分を検出信号が含に　’１５
　Ａ　ｔ：Ｚも、傷信号を１！；ｊい８７／Ｎ比で検出
゛４る、二とか（−八る渦流探傷装ｊｉ’ｊ’を提０（
１−、：、ごとを１−１的と１−（いｆ）。

（ニ）構成 前述し７た」−〕なｌｊ＋型鋼杓の角部を検出−１イル
が走査した１、！合Ｃ，１１月９．るｔ“１を凸は、そ
の周波数および位相が略一定し２（いイ）。そごで、こ
の発明に孫子）、’４１′ｌｉ流１２　（Ｊｊ；　’Ｊ
置乙１、傷（ｒｉ　’ｆ　”　１ツノ−向〕（ｉ７．４
’ｆ４　’（同！ｔｌｌ　Ｊ６波していた従来の（１゛
ｌ相検波き８えとは逆に、前記勅定の雑石のｈＦｒ相の
ＩＪ〕向とその（）′Ｉ相川用１１ノ、かりの幅をまｆ
設定１−７３、二の範囲Ｃ，−ある信号は全″Ｃ除去し
２、残りの（ｒ！　；ｊを仇（１１号とし−（出力１〜
（いる。

し、たが、って、５−の発明に係る渦／Ａｔ、　ｌ’ｌ
倶装置は、＋ＩＪｉ定の雑１″１成う〕と間（◇相（検
出信５）を同町検波１イ）第１の同間倹洩十段と、 前記雑音成分と直交する（−ｊ相で検出（ごルＪを同町
検ｌ皮４−る第２の同１ｌｌｌ検波十段と、前記第１の
同！１ＪＩ検波Ｔ段の出力をｌ−ｊえら４する・１１１
１・・いｉＩ変の第１の’！！）　ｌ！＋’ｋ　７ノイ
ルタ１と。

前記第２の同１１１０条波−■段の出力をＩｊえらｈ　
ｒ１４ｔＦ域可変の第２の４１１１戊フイルタと、＋ｉ
ｉｉ記第１記事１フィルタの出力信号Ｙと前記第２の帯
域フィルタの出力信号Ｘとに基づいて、該Ｘ、Ｙ信号を
成分とする被検査信号の位相が、除去すべき雑音成分に
関連して予め定められた遮断範囲内のものであるかを判
定する（☆相角刊定手段と、 前記Ｙ信号及びＸ信号の少なくともいずれか−・方の信
号を入力し、かつ、前記位相角判定１月々の出力に基つ
き、該被検査信号のイ◇相が前記遮断範囲内のものであ
るときはその入力信号を遮断し、一方、被検査信号の位
相か遮断範囲夕■のものであるときはその入力信号を通
過さセるスイッチング手段とを備えたことを特徴として
いる。

（ボ）実施例 第１図はこの発明に係る渦流探傷装置の一実施例の構成
を略示したブロック図である。

同図において、ｌはりｌコンクパルス発生器、２はクロ
ックパルスを入力して、これを励振周波数にまで分周す
る分周器、３は前記分周出力をＩｊえら４する同調増幅
器、４は同調増幅４１１４　：（の出力（１゛４を増幅
した励１ｈ百ｉ号を出力する電力増幅：（ト（ある。

５（，１前記励振１ｉｊ号を！うえられる検出−トイル
である。、二の検出二１イル５は、目串しない差４ｔｌ
＋結自さ才ｔ、）こコイルを含む、６は検出′１１イル
５の出力ｂｊ号を増幅する前置増幅器、７は検出コイル
５０）ｉＡ！１度変化あるいは検出ＩＩ−（ル５と図示
しない被検査＋４までの距離変化）、ｒどに起因する検
出：ｌイル５の出力信号の１−リフ１を補償するオー１
−ハうンリ・である。

８はシフトレノスタである。このシフ１−レンスタ８は
、分周器２からＤＵ」Ｉｆｉ　（３号と同し７周波数の
（Ｉｊ形波などを与えられ、励振信号と同相お３１、び
励振信号と白文ずイ）位相の′ｆ１！形波を参照波形と
し、ζ」−トハランナ７にりえる。また、このシフトレ
ジスタ８番、１設定スイツチによっ−Ｃ予め知られてい
る特定の雑音成分と同荀打１の矩形波と前記雑音成−５
１に治安する位相の矩形波を後述する同町検波回路９．
１０にそれぞれ」ｊえる。

９．１０８．Ｉ：ｔ−トハランサの出力である検出信号
を同１ＩＪ１検波する同期検波回路である。第１の同期
検波手段としての同期検波回路９は特定の雑音成分の一
１冊方向と同位相で、第２の同期検波手段としての同期
検波回路ＩＯは前記雑音成分の主方向と直交する位相で
、検出信号をそれぞれ同期検波する。

１１．１２は帯域をそれぞれ個別に可変設定できる帯域
フィルタである、第１の帯域フィルタ１１は同期検波回
路９の出力を、第２の椙域フィルタ１２（Ｊ同期検波回
路１０の出力をそれぞれ与えられる。

１３は帯域フィルタＩｔの出力（Ｘ信号）をＹ軸に、帯
域フィルタ（２の出力（Ｘ信号）をＸ軸にそれぞれ入力
して、該Ｘ信号およびＸ信号を成分とする被検査信号の
りサージュ波形を描か−Ｕるオシロスコープである。

１４．１５は前記Ｘ信号、Ｘ信号をそれぞれ入力する絶
り１値検波器である。この絶対Ｉｉ＆検波器１４．１５
は、前記Ｘ、Ｙ信号を後述する比較器１８および図示し
ないレコーダに適した形にするために設けられるが、必
ずしも必要とされるものでない。

１６．１７は絶対（１６検波出力１４．１５の出力ＩＸ
Ｉ、ＩＹＩをそれぞれ与えられ、各増幅率に１、Ｋ２を
個別に設定できる＋（９幅器である。１１１幅率に１、
Ｋ２は除去ずべき特定の雑音成分の主方向と位相角のひ
ろがり幅に関連して予め適宜に設定される。１８は増幅
器１６．１７の出力Ｋｌ　ｌ　Ｙ　ｌとに２１Ｙ１とを
比較する比較器である。それゆえ、この実施例において
、前記増幅器１６．１７および比較器１Ｂは、Ｘ、Ｘ信
号を成分とする被検査信号の位相が、除去すべき雑−畠
成分に関連して予め定められた遮断範囲内のものである
かを判定する位相角判定手段を構成する。

）９ばｌ　Ｘ　ｌ　（’ａ号およびＩＹＩ信号を入力す
るアナログスイッチである。、二のアナログスイッチ１
９は、前記比較器１８の出力によって制御される。

次に、上１ｆｆｌした如き構成を備えた実施例の動作に
ついて説明する。

第２図および第３図（Ｊ第１図に示した実施例の動作説
明図であり、特に、第２図は各部の動作波形をリサージ
ュ波形として、第３図は同一部分のＸ信号の波形をそれ
ぞれ丞したものである。

励振信号を１９．えられたごとによって、図示しない被
検査材に渦電流が流れる。しかして、被検査材き表面欠
陥などによる渦電流の変化は検出コーイル５によって自
機的検出される。検出コイル５の出力は前置増幅器６お
よびオートパランサ７を介し、検出信号とて同期検波回
路９および１０に与えられる。

動作説明の便宜上、この検出信号には被検査材の欠陥に
基づく傷信号と、角型鋼材の角部などで検出される雑音
成分とを含むとする。しかして、前記雑音成分の位相の
主方向は傷信号のそれと近接しており、振幅は傷信号の
それより略１（１倍程度大きいのが普通である。ただし
、作図の都合」−１□第２図、第３図では両者の振幅は
同程度に示している。

ところで、同期検波回路９は検出信号を雑音成分の主方
向と同位相で同期検波し、同ｉ１Ｊ］検波回路１０は雑
音成分の主方向と直交する位相で同期検波して、各出力
を帯域フィルタ１１．１２に与える。

第２図および第３図（以下、合わせて同図という）にお
いて、（ａｌは帯域フィルタ１１．１２力＜ｔＭ整され
る前、即ち、同期検波された信号の減衰されずに各フィ
ルタを１ｌｌｌ過した場合に、オシロスコープ１３によ
って描かれるリザーノユ波形およびＸ信号波形を示して
いる。図においで、ａは雑音成分、ｂは傷成分を示して
いる。

次に、オペレータは前記オシロスコープ１３のリサージ
ュ波形を観察しながら、前記リサージュ波形が同図ｆｂ
ｌに示す波形になるように帯域フィルタ１１．１２の帯
域を調節する。しかして、！Ｉ！ｉｌｖされた（Ｋ域フ
ィルタ１（，１２の出力Ｘ信号およびＸ信号は、同図（
Ｃ１に示すように絶対値検波器されて、増幅器１６、Ｉ
７にそれぞれり、えられる。

増幅器１６の出力に２１Ｙｌおよび増幅器１７の出力に
１１Ｘｉは、比較器１８に与えられる。しかして、Ｋ２
１Ｙｌ＞ＫＩＩＸＩのとき、アラ−ログスイッチ１９の
出力が零になるように、一方、Ｋ２１Ｙｌ≦に１１Ｘ１
のとき、アナログスイッチ１９の出力がＩＸＩ、ＩＹＩ
になるように、比較器１８はアナログスイッチ１９を制
御する。即ち、第２図ｆｃｌに示すように前記に２１Ｙ
ｌ＞１ｔｌｌＸｌのときは、被検査信号は除去ずべき雑
音成分の位相範囲（同図破線ｃ、ｃ’間）にあるので、
該被検査信号（雑音成分ａ）は除去される。その結果、
アナログスイッチ１））は１構成分のＩＸＩ、ＩＹＩ信
号のみを出力する。なお、通常、傷信号としてはＩＹＩ
信すが採用されるか、傷方向が雑音成分方向と略直交す
る場合、ＩＸＩ信号をイ萬信号として採用してもよい。

なお、上述の実施例では、検出信号をアナログ的に処理
する場合について説明した。しかし、ごの発明はこれに
限られるものでなく、例えば、検出信号をデジタル信号
に変換し、以後これを電子言１算器、あるいは、その他
の高速デノタル処理素子やメモリ素子を用いて処理する
ごとによっても」−述の実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。

また、上述の実施例では、特定の１間の雑音成分を除去
する場合を例に採って説明した。しかし、第１図に示し
た回路で、ノフトレシスタ３を含むオートバランサ７以
降の回路部分を他の除去すべき雑音成分に応して複数個
設り、これらを並列処理することに３１、す、？５ｉ数
■４→ｆ１のＩＩＥ高成分を除去することもできる。

さらに、（１ン相角判定１川没は上述の実施例以外にも
種々の変形例を採り１７ることは勿論Ｃある。

また、１−述のアナ１．１クスイノチ１８の出力のうち
、−・定し・＼ル以ｌ・゛の信冒（５１♀（を音成分と
し−（、こわを強制的にＯＶにおとす回路を併用−４る
ごとも可能Ｃある。

（・＼）効果 この発明に係７）渦流探（１ｉＪ装置は、特定０ＰＩＧ
音の（））相の王方向とその荀相角の拡がりの幅をまず
設定し、この範囲にある信号は全て除去し、残りの信号
を傷信号として出力］るものである。したがって、この
発明によれば、傷（４号と近接するイｑ相を有し、その
振幅が大きな♀１ト音成分を検出信号が含む場合でも、
傷ｆイ号をｊ！’ｊｌいＳ／Ｎ比で検出すイ）ごとかで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る渦流探傷！！！７置の・実施例
の構成を略示したゾｌ：１　ツク圓、第２図および第３
図は第１図に示した実施例の各部の動作波形図である。 ５・・・検出コイル、９．１０・・・同期検波回路、１
１．１２・・・帯フィルタ、１３・・・オノロスコープ
、１６．１７・・・増幅器、１８・・・比較器、１９・
・・アナログスイッチ。 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２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の雑音成分と同位相で検出信号を同期検波す
   る第１の同期検波手段と、 前記雑音成分と直交する位相で検出信号を同期検波する
   第２の同期検波手段と、 前記第１の同期検波手段の出力を与えられる帯域可変の
   第１の帯域フィルタと、 前記第２の同期検波手段の出力を与えられる帯域可変の
   第２の帯域フィルタと、 前記第１の帯域フィルタの出力信号Ｙと前記第２の帯域
   フィルタの出力信号Ｘとに基づいて、該Ｘ、Ｙ信号を成
   分とする被検査信号の位相が、除去すべき雑音成分に関
   連して予め定められた遮断範囲内のものであるかを判定
   する位相角判定手段と、 前記Ｙ信号及びＸ信号の少なくともいずれか一方の信号
   を入力し、かつ、前記位相角判定手段の出力に基づき、
   該被検査信号の位相が前記遮断範囲内のものであるとき
   はその入力信号を遮断し、一方、被検査信号の位相が遮
   断範囲外のものであるときはその入力信号を通過させる
   スイッチング手段とを備えたことを特徴とする渦流探傷
   装置。