JPS6241342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属材料に局部的に存在する欠陥
を、非破壊且つ非接触にて連続的に検出する渦流
探傷装置に関し、特に熱交換器用伝熱管の腐蝕減
肉状況を定期的に検査するため、該伝熱管に検出
器を挿入、掃引して行う、いわゆる内挿プローブ
式渦流探傷装置の改善に関する。

従来より、火力発電所等の復水器や石油プラン
トにおける蒸留器、油冷却器などに多数使用され
る熱交換器用伝熱管の、供用期間中に発生する腐
蝕、減肉の状況を定期的に非破壊検査して、供用
可能限界を越える伝熱管は止栓を施し、又は新品
と交換する等して前記復水器等の保全が行われて
おり、かゝる目的に利用できる非破壊検査手段と
して内挿プローブ式渦流探傷法が広く一般に採用
されている。しかしながら前記腐蝕、減肉の状況
は、その形状や分布が千差万別であるがために従
来一般に行われる渦流探傷方法によつて前記伝熱
管の供用可能限界を適切に判定することは非常に
困難であつた。即ち、前記供用可能限界は伝熱管
の腐蝕減肉部における残肉厚さ、又は該腐蝕減肉
欠陥の深さによつて判定されなければならない
が、従来の内挿プローブ式渦流探傷法は、(1)伝熱
管の特定範囲（プローブの探傷有効範囲）におけ
る腐蝕減肉の平却深さに略比例した出力を得る方
法、および(2)伝熱管の局部的な腐蝕減内の欠損体
積に略比例した出力を得る方法、が一般的であ
り、前記(1)の方法では、腐蝕減肉が伝熱管の特定
範囲又は全体につきほゞ一様に発生している場合
にのみ有効であり、局部的に小さな穴状の深い腐
蝕減肉が発生している場合にはこれを検出できな
い。又前記(2)の方法では、局部的腐蝕減肉の欠損
体積の大小はわかるが、小さな穴状の深い欠陥、
例えば完全に貫通しているピンチ孔などを見逃す
ことがあり、反面、十分供用に耐えられる浅い腐
蝕減肉でも、その拡がりが大きい場合にはこれを
重大欠陥と判定する。尚前記(1)と(2)の方法を併用
する場合もあるが、前記の様な局部的に深く小さ
い腐蝕減肉の検出、判定は不可能である。

さらに、近年渦流探傷法の研究が活発に行わ
れ、理論的ないし実験室的には前記伝熱管の供用
可能限界を適切に判定することを可能とする方法
が案出されている。例えば(A)複素平面上に現れる
８の字形のコイルインピーダンス変化を互に90度
位相の異る２成分出力として２ペンレコーダーに
記録し、その波高値の比をとることにより欠陥の
深さを推定する方法（特開昭55−96446）が公知
であり、又(B)検査コイルの組込まれたブリツジの
信号電圧の振幅及び位相を、欠陥部分の通過する
全時間にわたつてデジタル量化して収録し、その
データを用いて欠陥を定量的に識別するための数
個のパラメーターを１組とする数値の算出を行う
方法（特公昭55−23381）が公知である。しかし
これらの方案は実際に前記復水器等の保全、保守
を目的として現場検査を行う場合、検査コストが
非常に高くなる欠点がある。即ち、前記Ａ例の場
合は、伝熱管１本の検査データ中に含まれる前記
波高値の発生度数が数＋〜数百回となることが普
通であり、その全回数につき２ペンレコーダーの
記録振幅を読み取り、その比を計算し、検量線に
あてはめて欠陥深さを推定してのち、はじめて最
深欠陥を指摘するものであるから、従来一般の方
法即ち前記(1)又は(2)の方法に較べて検査所要時間
が大幅に長くなる。又、前記(B)例は、高速電子計
算機の使用が前提となるので検査装置のコストが
極度に高くなる。尚前記(A)例の方法をもとにして
自動的に前記波高値の比出力を得る電子演算装置
を実現することは可能であるが、該比出力は欠陥
深さに比例するものではなく複雑な検量線により
変換較正しなければならないから、該比出力の直
読ないしは直記装置の効果は少い。

本発明は、上述の如き従来技術においては非常
に困難であつたピンホールなどの微小欠陥の深さ
測定を可能にして伝熱管の供用可能限界を適切に
判定できるようにするとともに、検査能率の低下
ないしは検査コストの大幅な上昇をまねくことな
くこの種のものの現場検査を容易にする渦流探傷
装置を提供するものであり、その特徴は１プロー
ブを構成する検出コイル対および、該コイル対を
２辺とするブリツジの出力を位相検波する回路を
有して、出力ベクトルがＸ、Ｙ位相面で８の字を
画く出力を生じる渦流探傷装置において、前記ブ
リツジの不平衡出力を位相検波してＸ、Ｙ成分出
力ｘ、ｙを生じる位相検波器、該出力ｘ、ｙの微
分出力x₀、y₀を生じる微分器、該出力x₀の正部分
x₁がある間出力y₀を通してそれを出力y₁とするア
ナログゲート、および該出力y₁の正部分をy₂、係
数をｋとして（x₁−ky₂）／√₁ ²＋₁ ²の正部分を
演算出力する回路を備える点にある。以下図面に
つき詳細に説明する。

第１ａ図は、従来の伝熱管の特定範囲における
腐蝕減肉の平均深さに略比例した検出信号を得る
渦流探傷装置の代表例を電気的構成により示すも
のであり、同図ｂは、ａのＡ点における信号をベ
クトルで示したものである。ａにおいて、３ａは
検出コイル、３ｃは比較コイルであり、該２個の
コイルをブリツジの２辺となし、対辺は抵抗４
ａ，４ｂをもつて構成する。該ブリツジは高周波
トランス２を介して交流電源１で駆動し、抵抗４
ａ，４ｂの共通接続点から増幅器５を介して不平
衝信号を取り出す。増幅器５の出力は、位相検波
器６において移相器７の出力信号を基準として同
期検波（位相検波）される。Ｍは記録計である。
かかる構成において、検出コイル３ａ、比較コイ
ル３ｃは同一諸元（寸法、インピーダンス等）と
なし、該２ケのコイルを同一材料（比較標準材、
一般に腐蝕減肉のない新管）に挿入した状態で前
記ブリツジが平衡状態になる様にし、検出コイル
３ａを前記材料内で振動させたとき前記位相検波
器６に出力が現れない様前記移相器７の基準信号
位相を定め、しかる後検出コイル３ａを被検材に
挿入して掃引し、被検材各部の腐蝕減肉状況を検
査する。

第１図ａのＡ点、Ｂ点、Ｃ点の信号にもとずき
該探傷装置の動作を説明すると、まず前記２個の
コイルを同一材料に挿入してブリツジを平衡状態
にしたときはＡ点の信号は零であり、該状態にお
いて検出コイル３ａを振動させたときないしは管
軸と直角方向に偏位させたときは、該コイルの材
料に対する近接態様の違いにより該コイルのイン
ピーダンスが変化して前記ブリツジの平衡がくず
れ、ｂにベクトルで示す信号V₂が現れる。該信
号V₂の位相は、前記交流電源１の発生電圧の位
相に対し特定の偏差を持つもので（該偏差値は材
料の材質・寸法、交流電源の周波数及び検出コイ
ルの諸元により特定される）、該交流電源１の発
生電圧の位相を移相器７により移相させることに
より該移相器の出力即ちａのＢ点の信号位相に対
し90度の偏差をもたせることができる。なおｂ
は、Ｂ点の位相を前記信号V₂に対し90度遅らせ
る様に定め、且つＢ点位相を基準（０度）として
表わしたものである。位相検波器６はＢ点信号に
より制御されるので、該検波器出力Ｃは、Ａ点信
号のＢ点信号位相軸Ｘに対する投影成分に比例し
た電圧となり、従つて前記位相関係における信号
V₂のＣ点出力は零となる。つぎに、検出コイル
３ａを被検材１０に挿入すると、該コイルの発生
する磁束が有効に及ぶ範囲において被検材に誘起
環流する渦電流が、該範囲内にある腐蝕減肉によ
り影響されて比較標準材の場合と異つた態様で流
れ、検出コイル３ａのインピーダンスも又比較標
準材の場合と異つたものとなり、従つて前記ブリ
ツジの平衡がくずれてｂに示す信号V₁が現れ
る。該信号V₁の位相は前記のコイル振動による
信号V₂に対して特定の偏差を持つものであり、
その偏差値は前記腐蝕減肉の平均深さが深い程大
きくなる傾向を持つ。又該信号V₁の振幅は前記
腐蝕減肉の平均深さに略比例して増大する。従つ
て、該信号V₁の前記Ｂ点信号位相軸に対する投
影成分V₃、即ち位相検波器出力（Ｃ点）は、前
記腐蝕減肉の平均深さに略比例したものとなる。

第２図ａは、従来の伝熱管の局部的な腐蝕減肉
の欠損体積に略比例した検出信号を得る渦流探傷
装置の代表例を電気的構成により示すものであ
り、同図ｂは、ａ図のＡ点における信号をベクト
ル平面にて示したものである。ａにおいて、３
ａ，３ｂは共に検出コイルであり、該２個のコイ
ルを一体構造として１個の検出器（プローブ）と
なす。その他は第１図ａと全く同一の構成であ
る。なお、検出コイル３ａ，３ｂは同一諸元とな
し、且つ掃引軸に関して対称となる態様にて隣接
配設される。

かゝる構成において、コイル３ａ，３ｂより成
る検出器（プローブ）を被検材１０の健在部に挿
入した状態でブリツジが平衡状態になる様にし、
且つ該検出器を前記被検材内で振動させ、第１図
ａの場合と同様にして検出器の振動による位相検
波出力が最小となる様にし、しかる後検出器を掃
引して被検材各部の腐蝕減肉状況を検査する。第
２図ａのＡ点、Ｂ点、Ｃ点の信号にもとづき該探
傷装置の動作を説明すると、前記検出器を被検材
健全部に挿入してブリツジを平衡状態にしたとき
は、Ａ点の信号は零であり、該状態において検出
器を振動させたときは、該検出器の構成要素であ
る検出コイル３ａ，３ｂの材料に対する近接態様
の等価性がくずれて第２図ｂにベクトル軌跡で示
す信号V₂が現れる。第２図ｂの位相基準及び同
図における信号V₂の位相関係は第１図ｂの場合
と全く同一であり、該信号V₂のＣ点出力は、位
相検波器７の特性によつて該信号V₂のベクトル
軌跡のふくらみ部分のＸ軸投影成分となる。なお
一般に、検出器の振動によるベクトル軌跡のふく
らみは極くわずかで実際の検査作業に当り無視す
ることができる。つぎに、検出器を被検材１０内
において掃引すると、検出コイル３ａ，３ｂの隣
接対称性による相殺効果により局部的腐蝕減肉の
影響が強調されて、第２図ｂにベクトル軌跡で示
す信号V₁が現れる。該信号V₁の位相は前記振動
による信号V₂に対して特定の偏差を持つもので
あり、その偏差値は前記局部的腐蝕減肉の深さが
深い程大きくなる傾向を持つ。又該信号V₁の振
幅は、該局部的腐蝕減肉の欠損体積に略比例して
増大する。該信号V₁のＸ軸投影成分V₃、即ち、
位相検器出力（Ｃ点）は、信号V₁の振幅と前記
位相偏差値の正弦関数（sinθ、θはV₁とV₂の位
相差）との積になるが、該振幅と位相偏差値との
Ｃ点出力に寄与する割合は該振幅の方がはるかに
大きく、従つて該探傷装置の出力は前記局部的腐
蝕減肉の欠損体積に略比例したものとなり局部的
腐蝕減肉の深さ情報を得ることはできない。

第３図ａ〜ｅは、従来の複素平面上に現れる８
の字形のコイルインピーダンス変化を互に90゜位
相の異る２成分出力として２ペンレコーダーに記
録し、その波高値の比をとることにより欠陥の深
さを推定する方法（特開昭55−96446）を説明す
る図であり、ａは電気的構成、ｂは標準欠陥を人
工加工した等価被検材、ｃは複素平面上の８の字
形信号、ｄは２ペンレコーダに記録される２成分
出力、そしてｅは欠陥の深さを推定する検量線を
示す。ａの構成は第２図ａのそれと似ているが、
位相検波器６ｂと90度位相シフト回路７ａを第２
図ａに追加し、出力はｘ(c)とｙ（c′）の２成分出
力として２ペン記録計PRに印加する。

かゝる構成において、検出コイル３ａ，３ｂよ
り成る検出器を第３図ｂの等価被検材の健全部に
挿入した状態でブリツジを平衡状態になる様に
し、また該被検材の貫通孔ｈの部分を掃引したと
き出力ｘ(c)と出力ｙ（c′）が同じ波高値を持ち、
且つ両信号の極性が逆となる様に移相器７を調整
する。なおra、rbは等価被検材の外壁欠陥、rc、
rdは同内壁欠陥である。しかる後検出器を実際の
被検材１０に挿入して掃引し、被検材各部の腐蝕
減肉による出力を２ペン記録計PRに記録する。

一般に一本の被検材を端から他端まで掃引した
とき得られる前記２ペン記録信号には、ｘ、ｙ両
信号とも被検材各部の腐蝕減肉に対応する多数の
波と、掃引にともなう検出器の振動による多数の
波が存在する。これらの波のそれぞれにつき、時
間的に対応するｘ、ｙ信号の波高値を調べ、ｙ信
号をｘ信号で除し、且つその値（ｙ／ｘ）を第３
図ｅに示す検量線にあてはめて欠陥の深さ（内、
外面の区分を含む）を推定する。尚第３図ｅの検
量線は、同図ｂに示すような予め深さの判つてい
る人工欠陥ｈ、ra〜rdを実際の検査と同じ手順に
より掃引して得られるｘ、ｙ信号から作成する。
この第３図に示した装置ならびに検査方法の欠点
は、出力の記録波形から直ちに欠陥深さを推定す
ることができず、繁雑な事後処理を必要とし、従
つて検査所要時間が極度に長くなり検査コストが
上昇することである。尚、前記ｙ信号とｘ信号の
比を電子演算装置により作り、該（ｙ／ｘ）値を
記録する方法も考えられるが、第３図ｅに示す検
量線から明らかな通り、該（ｙ／ｘ）値は欠陥深
さと比例関係を持たないので、該（ｙ／ｘ）記録
波形から直ちに当該被検材の最大深さの欠陥信号
を指摘することができず、１本の被検材から得ら
れる多数の（ｙ／ｘ）記録振幅を読み取り、前記
検量線にあて嵌めてのち、はじめて最大深さの信
号が判明し、この最大深さの値により前記被検材
の供用可否が判定されることとなり、１本の被検
材から得られる記録振幅の最大値により使用可否
を判定する方式の渦流探傷装置ないしは方法に比
し数倍の検査時間を要する。復水器等の保全、保
守を目的とする現場検査では、短時日に数千ない
し数万本の伝熱管を検査することが普通であり、
１本当りの所要時間が数倍となることの直接、間
接的な損失は多大である。

第４図は、従来の電磁誘導検査の欠陥信号処理
の方法（特開昭55−23381）において使用する装
置の電気的構成図であり、検出コイル３ａ，３ｂ
と抵抗４ａ，４ｂよりなるブリツジの出力が増幅
器５を介して振幅検波器６ｃ及び位相計８に与え
られ、それぞれ振幅、位相に比例したアナログ電
圧となりＡ／Ｄ変換器９においてデジタル化され
電子計算機CPUに与えられる様構成されてい
る。かゝる構成において予め各種欠陥につき検出
コイルが当該欠陥部分を通過する全時間にわたつ
て前記振幅と位相の変化態様をデジタル量化して
サンプリング集録しておき、実際の検査において
得られる振幅、位相の変化態様を前記集録したデ
ータと比較して当該欠陥の種類（形や大きさ、深
さなど）を定量的に識別せんとし、前記振幅、位
相の変化態様における代表的なパラメーターを数
個選定して該パラメーターを１組とする数値の算
出を行なう事を特徴とするものである。この方法
は高速且つ大容量の電子計算機を使用することが
前提となり、実際の復水容器等の保全、保守を目
的とする現場検査に適用するときは、検査コスト
の大幅な上昇をきたす欠点がある。

第５図は本発明の実施例を示す。検出コイル３
ａ，３ｂは同一諸元とし、掃引軸に対して対称と
なるように隣接配置して一体構造化し、１個の検
出器（プローブ）とする。これらの２個のコイル
は抵抗４ａ，４ｂと共にブリツジを組ませ、該ブ
リツジの電源端子は高周波トランス２を介して交
流電源１で付勢し、検出端子の一方をなす抵抗４
ａ，４ｂの接続点から増幅器５を介して不平衡出
力を取出す。交流電源１は可変周波数電源である
が、探傷対象材料が固定の場合は一定周波数源と
してもよい。増幅器５の出力は位相検波器６，６
ｂにおいて、それぞれ移相器７及び90度位相シフ
ト回路７ａの出力信号を基準として同期検波（位
相検波）する。そして該位相検波器６，６ｂの出
力ｘ、ｙを点線で囲んで示すアナログ演算部AA
に入力する。アナログ演算部は前記信号ｘ、ｙを
受けてそれを微分する微分器１１ａ，１１ｂその
出力x₀を半波整流する回路１２、その出力x₁が発
生している間アナログゲート１３を閉じる出力を
生じる零点交叉検出器１４、微分器１１ｂの出力
y₀をアナログスイツチ１３に通して得た出力y₁と
前記出力x₁を入力されて√₁ ²＋₁ ²を出力するア
ナログ演算回路１５、出力y₁の正部分y₂のみを取
出す半波整流回路１６、乗算係数設定器１８から
係数ｋを入力され、信号y₂との積ｋ・y₂を生じる
アナログ乗算器１７、前記出力x₁と該積ｋ・y₂と
の差（x₁−ｋ・y₂）を生じるアナログ減算器１
９、演算器１５，１９の各出力の商（x₁−ｋ・
y₂）／√₁ ²＋₁ ²を生じるアナログ除算器２０、
その正部分のみを取出す半波整流回路２２、演算
器１５が出力を生じている間スイツチ閉出力を生
じる零点交叉検出器２１、該検出器２１の出力で
閉じてその閉成期間中、回路２２の出力を通過さ
せて本回路の出力V₀とするアナログスイツチ２
３からなる。

検出コイル３ａ，３ｂを隣接配置して１プロー
ブとした渦流探傷装置の出力のベクトル軌跡は第
２図ｂに示したように８の字型を示し、位相反転
を生じるベクトルのＸ軸との交差角θが欠陥の深
さに関係する。本発明ではこの角θと欠陥の深さ
ｄとの関係をθの一次式ｄ＝Ｆ（θ）で表わすよ
うにする。これは実験データの集積から、後述の
ように可能であることが分つた。出力ベクトルは
前記８の字内に無数に存在し、それらの各ベクト
ルが実軸となす角も多数あるから、その多数の中
から位相反転を生じるベクトルの角θを抽出する
必要がある。アナログ演算部AAの１１ａ，１１
ｂ、12〜14部分はこの目的のもので、該部分の出
力x₁、y₁は角θにのみ関係したものとなつてい
る。即ちx₀＝ｄｘ／ｄｔの正の部分x₁は位相反転部に相
当 し、このときのｄｙ／ｄｔ即ちy₁をアナログスイツチ１ ３により取出せば、dy／dt÷dx／dt＝dy／dx＝
tanθから明らかなように、これらのx₁、y₁は角
θのｘ、ｙ成分に他ならない。

演算回路１５が出力する√₁ ²＋₁ ²は、x₁、y₁
をｘ、ｙ成分とするベクトルの振幅に相当し、こ
れよりcosθ、sinθはx₁／√₁ ²＋₁ ²、y₁／√₁ ²
＋y₁ ²として求まる。

次に出力電圧V₀もV₀＝Ｆ（θ）として欠陥深
さを該出力電圧で直読可能にするため本発明では
角θが270゜〜０゜の範囲でV₀＝cosθ、０゜〜
90゜（これは第２図ｂでは90゜〜180゜に対応す
る）の範囲ではV₀＝（cosθ−ｋ・sinθ）の正部
分となるようにする。cosθ、sinθを得る要領は
上述の通りである、cosθはx₁／√₁ ²＋₁ ²、
（cosθ−ｋ・sinθ）は（x₁／√₁ ²＋₁ ²）−ｋ
（y₁／√₁ ²＋₁ ²）として簡単に求まる。これら
は角θの零を境にして切換える必要がある。これ
は信号y₁の極性に着目すると容易に実行できる。
即ちθが270゜〜０゜の範囲ではy₁が負になるか
ら、半波整流回路１６でy₁の正の部分のみを取り
出し、その出力y₂に対して除算器２０で上記演算
を行なうと、角θが270゜〜０゜の範囲ではy₂＝
０であるからこの間の出力は、x₁−ｋ・y₂がx₁に
なることから除算器２０の出力はx₁／√₁ ²＋₁ ²
つまりcosθとなり、０゜〜90゜では上式のまゝ
即ちcosθ−ｋ・sinθとなる。これらの演算出力
の正の部分のみを取り出せば、求める出力とな
る。なお信号x₁、y₁が共に零のときは演算器２０
の出力は０／０で不定になるから、共には零でな
いときのみ該出力を取出すようになる。この処理
を行なうのが、回路２１，２３である。

次に本装置での探傷操作を説明すると、初期設
定に際しては第６図ａに示す様な貫通孔ｈと内壁
及び外壁に人工加工した深さの既知な欠陥r₁〜r₄
を持つ等価被検材３０に検出器（プローブ）を挿
入し、まず検出器が該等価被検材の健全部にある
状態でブリツジを平衡状態とし、ついで貫通孔ｈ
部分を特定方向に掃引し、該貫通孔ｈによる出力
V₀が最大となる様に移相器７を設定する。さら
に、深さ既知の外壁人工欠陥部分r₃、r₄を前記貫
通孔の場合と同一方向に掃引し、このときの出力
V₀を読む。例えば被検材の肉厚の35％に相当す
る深さの外壁人工欠陥r₄による出力V₀が、前記貫
通孔ｈによる出力V₀の35％より大きいときは検
査周波数（交流電源１の周波数）高くして、又、
35％より小さいときは検査周波数を低くして以上
の操作（ブリツジの平衡−貫通孔の検出−外壁既
知欠陥の検出）をくり返し、貫通孔ｈによる出力
V₀と外壁人工欠陥r₃、r₄（r₃は肉厚の70％に相当
する深さを持つ）による出力V₀の比が、該被検
材の肉厚に対する外壁人工欠陥の深さの比にほゞ
等しくなる様検査周波数を選定する。しかる後、
深さが既知の内壁人工欠陥部分r₁、r₂（r₁は35
％、r₂は70％の深さを持つ）を前記記特定された
方向に掃引し、前記貫通孔ｈにする出力V₀と該
内壁人工欠陥による出力V₀の比が、該被検材の
肉厚に対する該内壁人工欠陥の深さの比にほゞ等
しくなる様、前記乗算係数設定器１８で定数ｋを
定める。

以上の初期設定を行つたのち、検出器を前記等
価被検材と同一寸法、同一材質の実際の被検材に
挿入して前記特定された方向に掃引すると、当該
被検材各部の局部的腐蝕減肉欠陥の深さに略比例
した信号を出力V₀として得ることができ、該信
号を連続的に記録すれば掃引作業の終了時におい
て当該被検材の供用可否を直ちに判定することが
できる。

第６図ｂ〜ｇは、前記の初期設定を行つたの
ち、同図ａに示す等価被検材３０を掃引したとき
得られる第５図の各部の波形を示すもので、ｂは
ａの５種の欠陥ｈ、r₁〜r₄に対応するブリツジ不
平衡信号のベクトル軌跡、ｃは該５種の欠陥に対
応する前記出力ｘ、ｙのタイムベース波形、ｄは
ｃの各信号を微分して得られる信号で、x₀＝
dx／dt、y₀＝dy／dtである。ｅの信号x₁はｄの信
号x₀の正部分のみの信号で、x₀を半波整流して得
る。ｅの信号y₁は、ｄの信号y₀の信号x₁に対応す
る部分で、信号y₀をアナログゲート１３に与えて
信号x₁が発生しているときのみ閉となして得る。
ｅの信号y₂は、信号y₁の正部分のみの信号で、信
号y₁を半波整流して得る。ｆはｅの信号x₁、y₁を
極座標で表わしたパターンで、例えばオツシロス
コープのＸ軸にx₁を、ｙ軸にy₁を入力すれば実際
に観測することができる。このパターンはｂのベ
クトル軌跡に対応するもので、ｆに示す基準軸
（０度−180度）からの角θは、ｂに示す基準軸
（０度−180度）からの角度θと同じであり、又該
角度θは、検出器の２ケのコイル３ａ，３ｂの中
間点が欠陥中央を通過するとき発生するブリツジ
の不平衡信号の位相反転現象におけるベクトル軌
跡の時間的変化の方向に対応するものである。ｇ
は前記５種の欠陥に対応する出力V₀の波形であ
り、前記各信号（x₁、y₁、x₂）及び前記定数ｋの
アナログ演算により得られ、その振幅は前記５種
の欠陥の深さに略比例している。尚、検出器の振
動による信号は（図示せず）内壁の極く浅い欠陥
と同一位相のパターンとなり出力V₀に現れな
い。

第７図ａは角θに対する本探傷装置の出力V₀
の特性を示す。θ＝０゜を境にして左側はcos
θ、右側はcosθ−ｋ・sinθで表わされる。90゜
〜270゜の範囲ではV₀＝０である。

第７図ｂは金属管の内壁及び外壁に存在する
種々の欠陥を第５図の装置で探傷し、前述の反転
位相θと各種欠陥の深さとの関係を求めたもので
あり、横軸は貫通欠陥ｈの前記反転位相を基準
（０゜）とした各種内、外壁欠陥の反転位相
（θ）を示し、縦軸は金属管の肉厚に対する各種
内、外壁欠陥の深さの比ｄ／Ｔを示す。点線曲線
ａ、実線曲線ｂ、鎖線曲線ｃは、検査周波数を変
えたときの特性の相違を示し、ａは高く、ｃは低
く、そしてｂはその中間の適切な周波数を選んだ
場合である。この結果より検査周波数を適切に選
べば外壁欠陥深さの対肉厚比ｄ／Ｔは外壁欠陥に
対してはほぼcosθの関係があり、内面欠陥に対
してはｋを適当に選んだ（cosθ−ｋ・sinθ）の
正部分で近似させ得ることが分る。そして外壁欠
陥による反転位相は内壁欠陥による反転位相と同
一の値となることはなく、貫通欠陥の反転位相を
境にして正、負両側に分れて現われる。従つて第
７図のような出力特性を用いれば、内、外壁の区
別なく欠陥の深さに略比例した出力を得ることが
できる。

以上詳述したように、本発明によれば、従来非
常に困難であつた復水器等の伝熱管の供用継続の
可否の適切な判定を実際的手段により行うことが
でき、該伝熱管の漏水や破裂による事故災害を未
然に防ぐことも可能となり、その産業的効果なら
びに一般社会におよぼす完全効果大なるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、第２図ａ、第３図ａ、および第４図
は従来例を示すブロツク図、第１図ｂ、第２図
ｂ、第３図ｃ〜ｅは動作説明用の波形図、第３図
ｂは等価被検材の説明図、第５図は本発明の実施
例を示すブロツク図、第６図および第７図は動作
説明用の波形図および等価被検材の説明図であ
る。 １……交流電源、２……高周波トランス、３
ａ，３ｂ……検出コイル、３ｃ……比較コイル、
４ａ，４ｂ……抵抗、５……増幅器、６，６ｂ…
…位相検波器、６ｃ……振幅検波器、７……移相
器、７ａ……90゜位相シフト回路、８……位相
計、９……Ａ／Ｄ変換器、１０……被検材、１０
ａ……比較標準材、Ｍ……記録計、CPU……電
子計算器、PR……ペンレコーダ、１１ａ，１１
ｂ……微分器、１２，１６，２２……半波整流回
路、１３，２３……アナログスイツチ、１４，２
１……零点交叉検出器、１７……アナログ乗算
器、１８……乗算係数設定器、１９……アナログ
減算器、２０……アナログ除算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プローブを構成する検出コイル対を２辺とす
   るブリツジ回路と、 該ブリツジ回路の不平衡出力を互いに90度位相
   の異なる基準波で同期検波して出力ｘ、ｙを生じ
   る第１、第２の位相検波器と、 該出力ｘ、ｙを入力されてその微分出力x₀、y₀
   を生じる第１、第２の微分器と、 該出力x₀を入力されて半波整流出力x₁を生じる
   第１の半波整流回路と、 該出力x₁を入力されて入力が有る間、第１のア
   ナログゲートを閉じる出力を生じる第１の零点交
   叉検出器と、 前記出力y₀を前記アナログゲートに通して得た
   出力y₁と前記出力x₁を入力されて√₁ ²＋₁ ²を出
   力するアナログ演算回路と、 前記出力y₁を入力されて該出力y₁の半波整流出
   力y₂を生じる第２の半波整流回路と、 該出力y₂を入力されて定数ｋとの積ｋ・y₂を生
   じるアナログ乗算器と、 前記出力x₁と該積ｋ・y₂を入力されてこれらの
   差（x₁−ｋ・y₂）を生じるアナログ減算器と、 前記出力√₁ ²＋₁ ²と差（x₁−ｋ・y₂）を入力さ
   れてこれらの商（x₁−ky₂）／√₁ ²＋₁ ²を生じる
   アナログ除算器と、 該商を入力されてその半波整流出力を生じる第
   ３の半波整流回路と、 前記出力√₁ ²＋₁ ²を入力されて入力が有る
   間、スイツチ閉出力を生じる第２の零点交叉検出
   器と、 該スイツチ閉出力により閉じてその閉期間中、
   前記第３の半波整流回路の出力を通過させてアナ
   ログ演算部出力V₀とする第２のアナログゲート
   とを備えることを特徴とする渦流探傷装置。