KR20210040445A - Material abnormality detection method and material abnormality detection device using eddy current - Google Patents

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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

이 재질 이상부 검지 방법은, 비자성 도전체인 판재를 준비하는 준비 공정과; 제1 와류 센서를 상기 판재의 한쪽 면측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치하는 제1 와류 센서 배치 공정과; 상기 제1 와류 센서에 제1 교류 전류를 통전시킴으로써, 교류 자계를 해당 한쪽 면에 작용시켜 상기 판재에 와전류를 유기하는 제1 와류 센서 여기 공정과; 해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출하는 제1 와류 센서 검출 공정과; 제2 와류 센서를 상기 판재의 상기 한쪽 면과 반대측에 위치하는 다른 쪽 면측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치하는 제2 와류 센서 배치 공정과; 상기 제2 와류 센서에 제2 교류 전류를 통전시킴으로써, 교류 자계를 해당 다른 쪽 면에 작용시켜 상기 판재에 와전류를 유기하는 제2 와류 센서 여기 공정과; 해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출하는 제2 와류 센서 검출 공정;을 갖고, 상기 제1 와류 센서 여기 공정 및 상기 제2 와류 센서 여기 공정에서는, 동일 시점에 있어서의, 상기 제1 와류 센서가 상기 판재의 상기 한쪽 면에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향과, 상기 제2 와류 센서가 상기 판재의 상기 다른 쪽 면에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향이 일치하도록 와전류를 유기하고, 또한, 상기 제1 와류 센서 및 상기 제2 와류 센서를, 상기 판재를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치한다.This material abnormality detection method includes: a preparation step of preparing a plate material which is a non-magnetic conductor; A first vortex sensor arranging step of opposing the first vortex sensor to extend in a direction substantially perpendicular to one side of the plate material; A first eddy current sensor excitation step of applying a first alternating current to the first eddy current sensor to cause an alternating magnetic field to act on one side thereof to induce an eddy current to the plate material; A first eddy current sensor detecting step of detecting a magnetic flux generated by the eddy current; A second vortex sensor arranging step of opposing the second vortex sensor so that a central axis extends in a direction substantially perpendicular to the other side of the plate material; A second eddy current sensor excitation step of applying a second alternating current to the second eddy current sensor to apply an alternating magnetic field to the other surface to induce an eddy current to the plate material; A second eddy current sensor detecting step of detecting the magnetic flux generated by the eddy current; in the first eddy current sensor excitation step and the second eddy current sensor excitation step, the first eddy current sensor at the same time point is the plate material The eddy current is induced so that the central axis direction of the alternating current magnetic field acting on the one side of the plate and the central axis direction of the alternating current magnetic field acting on the other side of the plate material by the second eddy current sensor coincide, and the first The eddy current sensor and the second eddy current sensor are disposed on substantially the same straight line with the plate material therebetween.

Description

와전류를 이용한 재질 이상부 검지 방법 및 재질 이상부 검지 장치Material abnormality detection method and material abnormality detection device using eddy current

본 발명은 와전류를 이용한 재질 이상부 검지 방법 및 재질 이상부 검지 장치에 관한 것이다.　특히, 본 발명은 와류 센서에 의해 비자성 도전체의 판재 내에 생성되는 자속의 확산을 억제함으로써, 해당 판재의 이상부를 고감도로 검지할 수 있는 와전류를 이용한 재질 이상부 검지 방법 및 재질 이상부 검지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a material abnormality detection method and a material abnormality detection device using an eddy current. In particular, the present invention suppresses the diffusion of magnetic flux generated in a plate of a non-magnetic conductor by an eddy current sensor, and thus a material abnormality detection method and a material abnormality detection device using an eddy current capable of detecting the abnormality of the corresponding plate with high sensitivity. It is about.

도전성 재료로 형성된 판재 등의 피탐상재의 건전성을 관리ㆍ보증하는 방법의 하나로서 와류 탐상법이 알려져 있다.　와류 탐상법은, 와류 센서가 구비하는 여자 코일로 피탐상재에 교류 자계를 작용시켜 해당 피탐상재에 와전류를 유기하여, 결함에 의해 와전류의 경로가 변화되는 것을 와류 센서가 구비하는 검출 코일의 임피던스 변화로서 검출하는 방법이다.As one of the methods for managing and guaranteeing the integrity of an object to be inspected, such as a plate made of a conductive material, the eddy current flaw detection method is known. In the eddy current detection method, an alternating magnetic field is applied to the material to be tested with an excitation coil provided by the eddy current sensor to induce an eddy current to the material to be detected, and the path of the eddy current is changed due to a defect. This is a method of detecting as an impedance change.

와류 탐상법으로 결함 검출 감도를 높이기 위해서는, 피탐상재 내에 원하는 와전류 분포를 어떻게 실현할지가 중요하다.　구체적으로는, 이하의 사항이 중요하다.In order to increase the sensitivity of detection of defects by the eddy current detection method, it is important how to achieve the desired eddy current distribution in the material to be detected. Specifically, the following matters are important.

(1) 피탐상재에 효율적으로 와전류를 유기하는 데는, 피탐상재에 작용시키는 교류 자계를 효율적으로 피탐상재에 도달시킬 필요가 있다.(1) In order to efficiently induce eddy current in the material to be detected, it is necessary to efficiently reach the material to be detected with an alternating magnetic field acting on the material to be detected.

(2) 검출할 것이 필요한 결함의 최소 치수에 따라 설계된 와류 센서가, 설계대로 와류 센서 바로 밑에 와전류를 유기하기 위해서는, 와류 센서에 의해 생성되는 교류 자계가 확산을 갖지 않고 피탐상재에 들어가, 피탐상재 내에 생성되는 자속의 확산이 억제되는 것이 중요하다.(2) In order for the eddy current sensor designed according to the minimum dimensions of the defect to be detected to induce an eddy current directly under the eddy current sensor as designed, the alternating magnetic field generated by the eddy current sensor does not have diffusion and enters the object to be detected. It is important that the diffusion of the magnetic flux generated in the flaw material is suppressed.

상기 (1), (2)의 사항을 만족시키기 위해서는, 와류 센서와 피탐상재 사이의 거리인 리프트오프는 작으면 작을수록 좋다.　또한, 리프트오프의 변동은, 와류 센서와 피탐상재의 결합 임피던스를 변화시켜, 불필요한 신호 변동, 즉 노이즈의 발생 요인이 되기 때문에, 이것도 작으면 작을수록 좋다.In order to satisfy the items (1) and (2) above, the smaller the lift-off, which is the distance between the eddy current sensor and the object to be detected, the smaller the better. Further, since the variation of the lift-off changes the coupling impedance between the eddy current sensor and the object to be inspected, it becomes a cause of unnecessary signal variation, that is, noise, so the smaller this is, the better.

즉, 와류 탐상법으로 결함 검출 감도를 높이는 데는, 와류 센서는 가능한 한 피탐상재에 접근하여, 피탐상재와의 거리 변동이 없는 상태로 하는 것이 바람직하다.That is, in order to increase the sensitivity of detection of defects by the eddy current flaw detection method, it is preferable that the eddy current sensor is as close as possible to the material to be detected so that there is no change in distance to the material to be detected.

상기 관점으로부터, 지금까지도 다양한 와류 탐상 장치가 제안되어 있다.　예를 들어, 특허문헌 1에는, 검사 대상물의 이송 수단에 배치하는 비파괴 검사 장치가 개시되어 있다.　이 비파괴 검사 장치는, 상기 검사 대상물의 하면 또는 상면의 어느 한 면에 접촉하도록 비도전성 시트를 배치하는 갭 보유 지지 수단과, 해당 갭 보유 지지 수단의 시트를 검사 대상물로 끼워 넣는 와류 탐상의 프로브를 구비하고, 상기 갭 보유 지지 수단은 시트의 두께로 프로브 선단으로부터 검사 대상물까지의 갭을 일정하게 하고, 검사 대상물의 이송 중에 비파괴 검사를 행하도록 구성하고 있다.From the above viewpoint, various eddy current flaw detection apparatuses have been proposed up to now. For example, Patent Document 1 discloses a non-destructive inspection device disposed in a conveying means of an inspection object. This non-destructive inspection device includes a gap holding means for arranging a non-conductive sheet so as to come into contact with either a lower surface or an upper surface of the inspection object, and a vortex flaw probe for inserting the sheet of the gap holding means into the inspection object. The gap holding means is configured to make the gap from the tip of the probe to the object to be inspected by the thickness of the sheet, and to perform non-destructive inspection during the transport of the object to be inspected.

특허문헌 1에 기재된 장치에 따르면, 비도전성 시트로서, 예를 들어 두께의 상한인 0.5㎜ 정도의 시트를 사용하면, 일반적으로는 충분히 인식될 정도로 와류 센서(특허문헌 1에서는 프로브)를 피탐상재(특허문헌 1에서는 검사 대상물)에 접근할 수 있고, 나아가, 그 거리 변동을 억제하는 것이 가능하다라고 되어 있다.According to the apparatus described in Patent Document 1, when a sheet having a thickness of about 0.5 mm, which is the upper limit of the thickness, for example, is used as a non-conductive sheet, a vortex sensor (a probe in Patent Document 1) is generally sufficiently recognized. (In Patent Literature 1, it is said that the object to be inspected) can be approached, and further, the variation of the distance can be suppressed.

그러나, 본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 피탐상재가 두께 0.5㎜인 박판이며, 와류 센서와 피탐상재의 리프트오프가 0.5㎜라 하더라도, 와류 센서에 의해 피탐상재 내에 생성되는 자속에 와류 센서의 치수를 초과하는 확산이 생겨 버리는 것을 알아내었다.　또한, 피탐상재에 유기된 와전류의 실드 효과에 의해, 피탐상재의 와류 센서를 배치한 측 면에 생성되는 자속 밀도에 비하여, 와류 센서를 배치한 측 면과 반대측 면에 생성되는 자속 밀도가 현저하게 저하되는 것을 알아 내었다. 이들 사상에 의해, 원하는 결함 검출 감도가 얻어지지 않는 경우가 있음을 알 수 있다.However, as a result of careful examination, the present inventors found that the material to be detected is a thin plate having a thickness of 0.5 mm, and even if the lift-off of the eddy current sensor and the material to be detected is 0.5 mm, the magnetic flux generated in the material to be detected by the eddy current sensor is It was found that over-dimension diffusion occurred. In addition, due to the shielding effect of the eddy current induced in the material to be tested, the magnetic flux density generated on the side opposite to the side where the eddy current sensor is disposed is remarkable compared to the magnetic flux density generated on the side where the eddy current sensor of the material to be tested is disposed. I found out that it was degraded. It can be seen from these events that the desired defect detection sensitivity may not be obtained.

일본 특허 공개 제2011-180010호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2011-180010

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 와류 센서에 의해 비자성 도전체의 판재 내에 생성되는 자속의 확산을 억제함으로써, 해당 판재의 이상부를 고감도로 검지할 수 있는 재질 이상부 검지 방법 및 재질 이상부 검지 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention was made to solve the problems of the prior art, by suppressing the diffusion of magnetic flux generated in the plate of the non-magnetic conductor by the eddy current sensor, detection of material abnormalities capable of detecting the abnormality of the corresponding plate with high sensitivity. It is an object to provide a method and a material abnormality detection device.

본 발명은 상기 과제를 해결하여 관련되는 목적을 달성하기 위해, 이하의 양태를 채용하였다.The present invention adopts the following aspects in order to solve the above problems and achieve the related object.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 재질 이상부 검지 방법에서는, 비자성 도전체인 판재를 준비하는 준비 공정과; 제1 와류 센서를 상기 판재의 한쪽 면측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치하는 제1 와류 센서 배치 공정과; 상기 제1 와류 센서에 제1 교류 전류를 통전시킴으로써, 교류 자계를 해당 한쪽 면에 작용시켜 상기 판재에 와전류를 유기하는 제1 와류 센서 여기 공정과; 해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출하는 제1 와류 센서 검출 공정과; 제2 와류 센서를 상기 판재의 상기 한쪽 면과 반대측에 위치하는 다른 쪽 면측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치하는 제2 와류 센서 배치 공정과; 상기 제2 와류 센서에 제2 교류 전류를 통전시킴으로써, 교류 자계를 해당 다른 쪽 면에 작용시켜 상기 판재에 와전류를 유기하는 제2 와류 센서 여기 공정과; 해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출하는 제2 와류 센서 검출 공정;을 갖고, 상기 제1 와류 센서 여기 공정 및 상기 제2 와류 센서 여기 공정에서는, 동일 시점에 있어서의, 상기 제1 와류 센서가 상기 판재의 상기 한쪽 면에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향과, 상기 제2 와류 센서가 상기 판재의 상기 다른 쪽 면에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향이 일치하도록 와전류를 유기하고, 또한, 상기 제1 와류 센서 및 상기 제2 와류 센서를, 상기 판재를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치한다.(1) In a method for detecting an abnormality in a material according to an aspect of the present invention, the method includes: a preparation step of preparing a plate material which is a non-magnetic conductor; A first vortex sensor arranging step of opposing the first vortex sensor to extend in a direction substantially perpendicular to one side of the plate material; A first eddy current sensor excitation step of applying a first alternating current to the first eddy current sensor to cause an alternating magnetic field to act on one side thereof to induce an eddy current to the plate material; A first eddy current sensor detecting step of detecting a magnetic flux generated by the eddy current; A second vortex sensor arranging step of opposing the second vortex sensor so that a central axis extends in a direction substantially perpendicular to the other side of the plate material; A second eddy current sensor excitation step of applying a second alternating current to the second eddy current sensor to apply an alternating magnetic field to the other surface to induce an eddy current to the plate material; A second eddy current sensor detecting step of detecting the magnetic flux generated by the eddy current; in the first eddy current sensor excitation step and the second eddy current sensor excitation step, the first eddy current sensor at the same time point is the plate material The eddy current is induced so that the central axis direction of the alternating current magnetic field acting on the one side of the plate and the central axis direction of the alternating current magnetic field acting on the other side of the plate material by the second eddy current sensor coincide, and the first The eddy current sensor and the second eddy current sensor are disposed on substantially the same straight line with the plate material therebetween.

(2) 상기 (1)에 기재된 재질 이상부 검지 방법에서는, 상기 제1 와류 센서 배치 공정 및 상기 제2 와류 센서 배치 공정에서는, 상기 제1 와류 센서 및 상기 판재의 상기 한쪽 면과의 거리와, 상기 제2 와류 센서 및 상기 판재의 상기 다른 쪽 면과의 거리를 대략 동일하게 설정하고, 상기 각 거리를 0 내지 2.0mm로 설정해도 된다.(2) In the material abnormality detection method described in the above (1), in the first vortex sensor arrangement step and the second vortex sensor arrangement step, the distance between the first vortex sensor and the one surface of the plate material, and The distance between the second eddy current sensor and the other surface of the plate may be set to be approximately the same, and the respective distances may be set to 0 to 2.0 mm.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 재질 이상부 검지 방법에서는, 상기 제1 와류 센서 여기 공정 및 상기 제2 와류 센서 여기 공정에서는, 상기 제1 교류 전류의 주파수와 상기 제2 교류 전류의 주파수를, 대략 동일하게 설정하고, 또한, 상기 제1 교류 전류의 위상과 상기 제2 교류 전류의 위상을, 일치하도록 설정해도 된다.(3) In the material abnormality detection method described in (1) or (2) above, in the first eddy current sensor excitation step and the second eddy current sensor excitation step, the frequency of the first alternating current and the second alternating current The frequency of may be set to be substantially the same, and the phase of the first alternating current and the phase of the second alternating current may be set so as to coincide.

(4) 본 발명의 다른 일 양태에 관한 재질 이상부 검지 장치는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 것에 기재된 재질 이상부 검지 방법에 의해 판재의 이상부를 검지하는 수단을 구비한다.(4) A material abnormality part detection device according to another aspect of the present invention includes means for detecting an abnormality part of a plate material by the material abnormality part detection method described in any one of the above (1) to (3).

본 발명에 따르면, 와류 센서에 의해 비자성 도전체의 판재 내에 생성되는 자속의 확산을 억제함으로써, 해당 판재의 이상부를 고감도로 검지하는 것이 가능하다.According to the present invention, by suppressing the diffusion of the magnetic flux generated in the plate material of the nonmagnetic conductor by the eddy current sensor, it is possible to detect an abnormal part of the plate material with high sensitivity.

도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 도면이며, 판재 S의 길이 방향(X 방향)에서 본 측면도이다.
도 1b는 도 1a를 판재 S의 폭 방향(Y 방향)에서 본 정면도이다.
도 1c는 동 실시 형태의, 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계(중심 자계 H1)와, 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계(중심 자계 H2)의 관계를 모식적으로 나타내는 그래프이다.
도 2a는 비교예에 대해 산출된 소정의 시점에서의 자속의 분포를 도시하는 정면도이며, 제1 와류 센서(1)만을 구비하는 경우를 나타낸다.
도 2b는 비교예에 대해 산출된 소정의 시점에서의 자속의 분포를 도시하는 정면도이며, 제2 와류 센서(2)만을 구비하는 경우를 나타낸다.
도 3a는 도 2a에 나타내는 경우에 있어서, 판재 S의 표면 S1에 생성되는 자속 밀도의 분포 이미지를 도시하는 도면이다.
도 3b는 도 2a에 나타내는 경우에 있어서, 판재 S의 이면 S2에 생성되는 자속 밀도의 분포 이미지를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 실시예에 대해 산출된 소정의 시점에서의 자속의 분포를 도시하는 정면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 실시예에 있어서, 판재 S의 표면 S1에 생성되는 자속 밀도의 분포 이미지를 도시하는 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 실시예에 있어서, 판재 S의 이면 S2에 생성되는 자속 밀도의 분포 이미지를 도시하는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(400)의 개략 구성을 도시하는 정면도이며, 피시험재가 관재 P인 경우를 나타낸다.
도 6b는 도 6a를 관재 P의 길이 방향(X 방향)에서 본 측면도이다.1A is a diagram showing a schematic configuration of a material abnormality detection device 100 according to an embodiment of the present invention, and is a side view of a plate material S viewed in the longitudinal direction (X direction).
Fig. 1B is a front view of Fig. 1A as seen from the width direction (Y direction) of a plate material S.
1C schematically shows the relationship between an alternating current magnetic field (center magnetic field H1) acting on the first eddy current sensor 1 and an alternating current magnetic field (center magnetic field H2) acting on the second eddy current sensor 2 in the same embodiment. It is a graph showing.
2A is a front view showing the distribution of magnetic flux at a predetermined time point calculated for the comparative example, and shows a case where only the first eddy current sensor 1 is provided.
2B is a front view showing the distribution of magnetic flux at a predetermined time point calculated for the comparative example, and shows a case where only the second eddy current sensor 2 is provided.
FIG. 3A is a diagram showing a distribution image of magnetic flux density generated on the surface S1 of the plate material S in the case shown in FIG. 2A.
Fig. 3B is a diagram showing a distribution image of magnetic flux density generated on the back surface S2 of the plate material S in the case shown in Fig. 2A.
4 is a front view showing the distribution of magnetic flux at a predetermined point in time calculated for an example according to an embodiment of the present invention.
5A is a diagram showing a distribution image of magnetic flux density generated on the surface S1 of a plate material S in an example according to an embodiment of the present invention.
5B is a diagram showing a distribution image of magnetic flux density generated on the back surface S2 of the plate material S in an example according to an embodiment of the present invention.
6A is a front view showing a schematic configuration of a material abnormality detection device 400 according to another embodiment of the present invention, and shows a case where the test material is a pipe material P.
Fig. 6B is a side view of Fig. 6A as seen in the longitudinal direction (X direction) of the pipe material P.

이하, 첨부의 도면을 적절하게 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 방법 및 재질 이상부 검지 장치에 대해 설명한다.　본 실시 형태에서는, 피시험재가 판재인 경우를 예로 들어 설명한다.　우선, 비자성 도전체인 판재를 준비한다(판재의 준비 공정).　판재로서는, 예를 들어 비자성 도전체인 티타늄 합금제의 박판을 들 수 있다.　비자성 도전체란, 주로 금속으로 이루어지는, 전기를 통과시키는 성질이 있는 물질로, 투자율 등의 자기 특성이, 거의 진공의 그것과 동등한 것을 가리킨다.　비자성체인 경우, 자성체에 비하여 자장이 침투하기 쉽고, 일반적으로는, 비자성체의 침입 길이는 자성체의 침입 길이에 비하여 10배 이상이 되고, 심부를 검지할 수 있다.　그 밖의 판재로서는, 스테인리스 합금 등의 비자성체로 형성된 박판이어도 되고, 강자성 도전체로 형성된 박판이어도 되고 투자율을 낮추기 위해 충분히 자기 포화된 상태이면 된다.Hereinafter, a material abnormality detection method and a material abnormality detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with appropriate reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the case where the test material is a plate material will be described as an example. First, a plate material, which is a non-magnetic conductor, is prepared (the plate material preparation process). As a plate material, a thin plate made of a titanium alloy which is a non-magnetic conductor can be mentioned, for example. The non-magnetic conductor is a substance mainly made of metal and having a property of allowing electricity to pass, and magnetic properties such as permeability are substantially equivalent to that of a vacuum. In the case of a non-magnetic material, the magnetic field is more likely to penetrate than the magnetic material, and in general, the intrusion length of the non-magnetic material is 10 times or more than the intrusion length of the magnetic material, and the deep part can be detected. As the other plate material, a thin plate formed of a nonmagnetic material such as a stainless steel alloy may be used, a thin plate formed of a ferromagnetic conductor may be used, or a sufficiently magnetically saturated state may be sufficient to lower the permeability.

도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 도면이다.　도 1a는, 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)를 판재 S의 길이 방향(X 방향)에서 본 측면도이다.　도 1b는, 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)를 판재 S의 폭 방향(Y 방향)에서 본 정면도이다.　도 1c는, 재질 이상부 검지 장치(100)가 구비하는 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계(중심 자계 H1)와, 재질 이상부 검지 장치(100)가 구비하는 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계(중심 자계 H2)의 관계를 모식적으로 나타내는 그래프이다.1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a material abnormality detection device 100 according to an embodiment of the present invention. 1A is a side view of a material abnormality detection device 100 according to the present embodiment as viewed from the longitudinal direction (X direction) of a plate material S. As shown in FIG. 1B is a front view of the material abnormality detection device 100 according to the present embodiment as viewed from the width direction (Y direction) of the plate material S. As shown in FIG. 1C shows an alternating current magnetic field (center magnetic field H1) operated by the first eddy current sensor 1 provided in the material abnormality detection device 100 and a second eddy current sensor provided in the material abnormality detection device 100 ( This is a graph schematically showing the relationship between the alternating magnetic field (center magnetic field H2) that 2) acts on.

도 1a 및 도 1b에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)는, 제1 와류 센서(1)와, 제2 와류 센서(2)를 구비하고 있다.　또한, 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)는, 제1 교류 전원(3)과, 제2 교류 전원(4)을 구비하고 있다.1A and 1B, the material abnormality detection device 100 according to the present embodiment includes a first vortex sensor 1 and a second vortex sensor 2. Further, the material abnormality detection device 100 according to the present embodiment includes a first AC power supply 3 and a second AC power supply 4.

제1 와류 센서(1)는, 판재 S의 표면(상면) S1측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치되어(제1 와류 센서 배치 공정), 표면 S1에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계(중심 자계 H1)를 표면 S1에 작용시켜 판재 S에 와전류를 유기해(제1 와류 센서 여기 공정), 해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출한다(제1 와류 센서 검출 공정).　구체적으로는, 제1 와류 센서(1)는, 판재 S의 표면 S1에 대해 대략 수직인 방향 둘레에 권회된 코일(11)을 구비한다.　또한, 제1 와류 센서(1)의 중심축이 판재 S의 표면 S1에 대해 대략 수직이란, 판재 S의 법선 방향과 제1 와류 센서(1)의 중심축이 이루는 각도가, 5도 이내인 것, 더 바람직하게는 1도 이내인 것이다.　코일(11)은, 판재 S의 표면 S1에 교류 자계를 작용시키는 여자 코일로서 기능함과 함께, 판재 S에 유기된 와전류에 의해 생기는 자속을 검출하는 검출 코일로서도 기능한다.　즉, 제1 와류 센서(1)는, 여자 코일과 검출 코일이 같은 하나의 코일(11)로 구성된 자기 유도 방식의 와류 센서이다.　단, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제1 와류 센서(1)는, 이에 한정되는 것은 아니다.　예를 들어, 판재 S의 표면 S1에 대해 대략 수직인 방향 둘레에 서로 동심형으로 배치된 여자 코일 및 검출 코일을 구비하는 등, 여자 코일과 검출 코일이 별체로 된 상호 유도 방식의 와류 센서를 채용하는 것도 가능하다.The first eddy current sensor 1 is disposed to face each other so that the central axis extends in a direction substantially perpendicular to the surface (upper surface) S1 side of the plate material S (first vortex sensor arrangement step), and the central axis is approximately An alternating current magnetic field (center magnetic field H1) extending in a vertical direction is applied to the surface S1 to induce an eddy current in the plate S (the first eddy current sensor excitation step), and the magnetic flux generated by the eddy current is detected (the first eddy current sensor detection step ). Specifically, the first eddy current sensor 1 includes a coil 11 wound around a direction substantially perpendicular to the surface S1 of the plate material S. In addition, that the central axis of the first vortex sensor 1 is substantially perpendicular to the surface S1 of the plate material S means that the angle between the normal direction of the plate material S and the central axis of the first vortex sensor 1 is within 5 degrees. , More preferably within 1 degree. The coil 11 functions as an excitation coil for applying an alternating magnetic field to the surface S1 of the plate material S, and also functions as a detection coil for detecting the magnetic flux generated by the eddy current induced in the plate material S. That is, the first eddy current sensor 1 is a magnetic induction type eddy current sensor composed of one coil 11 in which the excitation coil and the detection coil are the same. However, the first eddy current sensor 1 according to the embodiment of the present invention is not limited thereto. For example, an excitation coil and a detection coil arranged concentrically around a direction approximately perpendicular to the surface S1 of the plate material S are provided, and a mutual induction type eddy current sensor is adopted in which the excitation coil and the detection coil are separated. It is also possible to do it.

제2 와류 센서(2)는, 판재 S의 표면 S1과 반대측에 위치하는 이면(하면) S2측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치되어(제2 와류 센서 배치 공정), 이면 S2에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계(중심 자계 H2)를 이면 S2에 작용시켜 판재 S에 와전류를 유기해(제2 와류 센서 여기 공정), 해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출한다(제2 와류 센서 검출 공정).　구체적으로는, 제2 와류 센서(2)는, 판재 S의 이면 S2에 대해 대략 수직인 방향 둘레에 권회된 코일(21)을 구비한다.　또한, 제2 와류 센서(2)의 중심축이 판재 S의 이면 S2에 대해 대략 수직이란, 판재 S의 법선 방향과 제2 와류 센서(2)의 중심축이 이루는 각도가, 5도 이내인 것, 더 바람직하게는 1도 이내인 것이다.　제2 와류 센서(2)는, 제1 와류 센서(1)와 마찬가지로, 여자 코일과 검출 코일이 같은 하나의 코일(21)로 구성된 자기 유도 방식의 와류 센서이다.　단, 제1 와류 센서와 마찬가지로, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제2 와류 센서(2)는, 이에 한정되는 것은 아니다.　예를 들어, 여자 코일과 검출 코일이 별체로 된 상호 유도 방식의 와류 센서를 채용하는 것도 가능하다.The second eddy current sensor 2 is disposed opposite to the rear surface (lower surface) S2 located on the opposite side of the surface S1 of the plate material S so that the central axis extends in a substantially perpendicular direction (second vortex sensor arrangement process), and the rear surface An alternating current magnetic field (center magnetic field H2) extending in a direction approximately perpendicular to S2 is applied to S2 to induce an eddy current in the plate S (second eddy current sensor excitation process), and the magnetic flux generated by the eddy current is detected. (Second eddy current sensor detection process). Specifically, the second eddy current sensor 2 includes a coil 21 wound around a direction substantially perpendicular to the rear surface S2 of the plate material S. In addition, that the central axis of the second eddy current sensor 2 is substantially perpendicular to the rear surface S2 of the plate material S means that the angle between the normal direction of the plate material S and the central axis of the second eddy current sensor 2 is within 5 degrees. , More preferably within 1 degree. Like the first eddy current sensor 1, the second eddy current sensor 2 is a magnetic induction type eddy current sensor composed of one coil 21 having the same excitation coil and detection coil. However, like the first eddy current sensor, the second eddy current sensor 2 according to the embodiment of the present invention is not limited thereto. For example, it is also possible to employ a mutual induction type eddy current sensor in which the excitation coil and the detection coil are separated.

제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)는, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 바와 같이, 판재 S를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치되어 있다.　구체적으로는, 제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일(11)의 중심축(중심 자계 H1이 통하는 축)과, 제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일(21)의 중심축(중심 자계 H2가 통하는 축)이 대략 일치하도록, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)는, 판재 S를 사이에 두고 상하로 배치되어 있다.　또한, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)가 판재 S를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치라 함은, 제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일(11)과 제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일(21)이 대략 원형 단면인 경우, 각 코일의 중심축간의 어긋남양이, 각 코일의 직경 1/4보다도 작은 범위에 있는 것이다.　제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일(11)과 제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일(21)이 대략 직사각형 단면인 경우, 짧은 변 및 긴 변의 각각의 방향의 허용 어긋남양이, 각각의 변의 길이의 1/4보다도 작은 범위에 있는 것이다.The 1st eddy current sensor 1 and the 2nd eddy current sensor 2 are arrange|positioned on substantially the same straight line with the plate material S interposed as shown in FIG. 1A and FIG. 1B. Specifically, the central axis of the coil 11 provided by the first eddy current sensor 1 (the axis through which the central magnetic field H1 passes) and the central axis of the coil 21 provided by the second eddy current sensor 2 (center The 1st eddy current sensor 1 and the 2nd eddy current sensor 2 are arrange|positioned up and down so that the axis|shaft through which the magnetic field H2 passes may substantially coincide. In addition, that the 1st eddy current sensor 1 and the 2nd eddy current sensor 2 are arrange|positioned on substantially the same straight line with the plate material S interposed between the coil 11 and the 1st eddy current sensor 1 provided, and 2 When the coil 21 provided by the eddy current sensor 2 has a substantially circular cross section, the amount of deviation between the central axes of each coil is in a range smaller than 1/4 of the diameter of each coil. When the coil 11 provided by the first eddy current sensor 1 and the coil 21 provided by the second eddy current sensor 2 have a substantially rectangular cross section, the allowable deviation amount in each direction of the short side and the long side, It is in a range less than 1/4 of the length of each side.

또한, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)가 상호 유도 방식의 와류 센서인 경우에는, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)가 각각 구비하는 각 여자 코일의 각 중심축이 판재 S를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치됨과 함께, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)가 각각 구비하는 각 검출 코일의 각 중심축이 판재 S를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치되게 된다.　또한, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)의 각 여자 코일의 각 중심축 및 각 검출 코일의 각 중심축이 판재 S를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치라 함은, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)가 각각 구비하는 코일이 대략 원형 단면인 경우, 각 코일의 중심축간의 어긋남양이, 각 코일의 직경의 1/4보다도 작은 범위에 있는 것이다.　제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)가 각각 구비하는 코일이 대략 직사각형 단면인 경우, 짧은 변 및 긴 변 각각의 방향의 허용 어긋남양이, 각각의 변의 길이의 1/4보다도 작은 범위에 있는 것이다.In addition, in the case where the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 are mutual induction type eddy current sensors, each of the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 is provided. Each central axis of is disposed on approximately the same straight line with the plate material S interposed therebetween, and each central axis of each detection coil each provided by the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 connects the plate material S. It will be placed on the same straight line between them. In addition, each central axis of each of the excitation coils of the first vortex sensor 1 and the second vortex sensor 2 and each central axis of each detection coil are arranged on approximately the same straight line with the plate material S interposed therebetween, When the coils each provided by the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 have a substantially circular cross section, the amount of deviation between the central axes of each coil is in a range smaller than 1/4 of the diameter of each coil. will be. When the coils each provided by the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 have a substantially rectangular cross section, the allowable displacement in each direction of the short side and the long side is less than 1/4 of the length of each side. It is in a small range.

이러한 배치에 의해, 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계와, 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계라 함은, 상기한 동일 직선(코일의 중심축)에 대해 판재 S의 면에 있어서 선대칭인 분포가 된다.With this arrangement, the AC magnetic field applied by the first eddy current sensor 1 and the AC magnetic field applied by the second eddy current sensor 2 mean that the plate material S is applied with respect to the same straight line (the central axis of the coil). It becomes a line symmetrical distribution in the plane.

이 때문에, 판재 S의 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 따른 방향의 성분에 관한 것으로, 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계의 성분과 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계의 성분과는 서로 역 방향으로 상쇄되는 부분이 증가하는 결과, 판재 S에 생성되는 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 따른 방향의 자속 성분은 한층 더 작아진다.For this reason, it relates to the components in the directions along one side and the other side of the plate material S, and the components of the AC magnetic field applied by the first eddy current sensor 1 and the components of the AC magnetic field applied by the second eddy current sensor 2 As a result of an increase in portions canceled in the opposite direction to each other, the magnetic flux components in the direction along one side and the other side generated in the plate material S become even smaller.

따라서, 상기 바람직한 구성에 따르면, 종래와 같이 제1 와류 센서 또는 제2 와류 센서를 단독으로 사용한 경우와 비교하면, 판재 S 내에 생성되는 자속의 확산이 한층 더 억제되고, 판재 S 내에 생성되는 자속 밀도(판재 S의 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 대해 대략 수직인 방향의 자속 밀도)가 커짐으로써, 판재 S의 이상부를 한층 더 고감도로 검지하는 것이 가능하다.　또한, 판재 S 내에 생성되는 자속의 확산이란, 판재 S의 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 따른 방향의 확산이다.　와류 센서의 평면으로 본 형상이 원형인 경우에는, 등방적(축대칭적)인 확산이며, 와류 센서의 평면으로 본 형상이 직사각형인 경우에는, 직사각형을 구성하는 각 변에 따른 확산이다.Therefore, according to the preferred configuration, as compared to the case of using the first eddy current sensor or the second eddy current sensor alone as in the prior art, the diffusion of the magnetic flux generated in the plate S is further suppressed, and the magnetic flux density generated in the plate S By increasing (magnetic flux density in a direction substantially perpendicular to one surface of the plate member S and the other surface), it is possible to detect an abnormal portion of the plate member S with a higher sensitivity. In addition, the diffusion of the magnetic flux generated in the plate material S is diffusion in a direction along one side and the other side of the plate material S. When the shape of the vortex sensor is circular, it is isotropic (axisymmetric) diffusion, and when the shape of the vortex sensor is rectangular, it is diffusion along each side constituting the rectangle.

제1 교류 전원(3)은, 제1 와류 센서(1)(코일(11))에 전기적으로 접속되고, 제1 와류 센서(1)에 제1 교류 전류를 통전시킨다.　이에 의해, 상술한 바와 같이, 판재 S의 표면 S1에 작용하는 교류 자계(중심 자계 H1)가 생성되게 된다.The 1st AC power supply 3 is electrically connected to the 1st eddy current sensor 1 (coil 11), and makes the 1st eddy current sensor 1 energize the 1st AC current. As a result, as described above, an alternating magnetic field (center magnetic field H1) acting on the surface S1 of the plate material S is generated.

마찬가지로, 제2 교류 전원(4)은, 제2 와류 센서(2)(코일(21))에 전기적으로 접속되고, 제2 와류 센서(2)에 제2 교류 전류를 통전시킨다.　이에 의해, 상술한 바와 같이, 판재 S의 이면 S2에 작용하는 교류 자계(중심 자계 H2)가 생성되게 된다.Similarly, the 2nd AC power supply 4 is electrically connected to the 2nd eddy current sensor 2 (coil 21), and makes the 2nd eddy current sensor 2 energize the 2nd AC current. As a result, as described above, an alternating magnetic field (center magnetic field H2) acting on the back surface S2 of the plate material S is generated.

여기서, 제1 교류 전원(3)으로부터 통전되는 교류 전류와, 제2 교류 전원(4)으로부터 통전되는 교류 전류란, 주파수가 동일하게 설정됨과 함께, 위상이 일치하도록 소정의 동기 수단(도시하지 않음)에 의해 동기되어 있다.　또한, 바람직하게는 각 교류 전류의 진폭값도 동일하게 설정된다.Here, the AC current supplied from the first AC power supply 3 and the AC current supplied from the second AC power supply 4 means that the frequency is set to be the same, and a predetermined synchronization means (not shown) so that the phases coincide. ). Further, preferably, the amplitude value of each AC current is also set equally.

그리고, 제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일(11)의 권회 방향과, 제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일(21)의 권회 방향과는 동일하게 되어 있다.And the winding direction of the coil 11 provided by the 1st eddy current sensor 1 and the winding direction of the coil 21 provided by the 2nd eddy current sensor 2 are the same.

이상의 구성에 의해, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 동일 시점(예를 들어, 시점 t)에 있어서의, 제1 와류 센서(1)가 판재 S의 표면 S1에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향(중심 자계 H1의 방향)과, 제2 와류 센서(2)가 판재 S의 이면 S2에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향(중심 자계 H2의 방향)이 일치하게 된다.　도 1c에 있어서, 예를 들어 중심 자계 H1, H2가 하향인 경우를 양으로 하고, 상향인 경우를 음으로 하면, 시점 t에서는, 중심 자계 H1, H2의 양쪽이 하향이 되어 있다.　다른 시점에 대해서도, 중심 자계 H1, H2의 방향은 동일하다.With the above configuration, as shown in Fig. 1C, the first eddy current sensor 1 at the same time point (for example, time t) acts on the surface S1 of the plate material S in the direction of the central axis of the AC magnetic field ( The direction of the central magnetic field H1) and the direction of the central axis (direction of the central magnetic field H2) of the alternating current magnetic field applied by the second eddy current sensor 2 to the rear surface S2 of the plate material S coincide. In Fig. 1C, for example, if the central magnetic fields H1 and H2 are downwards are positive, and the upwards are negative, both of the central magnetic fields H1 and H2 are downwardly at the time point t. Also for other viewpoints, the directions of the central magnetic fields H1 and H2 are the same.

이 때문에, 판재의 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 대해 대략 수직인 방향의 성분에 관해, 제1 와류 센서가 작용시키는 교류 자계의 성분과 제2 와류 센서가 작용시키는 교류 자계의 성분은 서로 강화된다.　그 결과, 판재에 생성되는 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 대해 대략 수직인 방향의 자속 성분도 커진다.For this reason, the components of the AC magnetic field applied by the first eddy current sensor and the components of the AC magnetic field applied by the second eddy current sensor are reinforced with respect to the components in the direction substantially perpendicular to the one side and the other side of the plate material. As a result, the magnetic flux component in the direction substantially perpendicular to the one surface and the other surface generated in the plate material also increases.

한편, 판재의 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 따른 방향의 성분에 관해, 제1 와류 센서가 작용시키는 교류 자계의 성분과 제2 와류 센서가 작용시키는 교류 자계의 성분은 서로 역 방향으로 상쇄되는 부분이 있다.　그 결과, 판재에 생성되는 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 따른 방향의 자속 성분은 작아진다.On the other hand, with respect to the components in directions along one side and the other side of the plate, the components of the AC magnetic field applied by the first vortex sensor and the components of the AC magnetic field applied by the second vortex sensor are offset in opposite directions. have. As a result, the magnetic flux component in the direction along one surface and the other surface generated in the plate material becomes small.

따라서, 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치에 따르면, 종래와 같이 제1 와류 센서 또는 제2 와류 센서를 단독으로 사용한 경우와 비교하면, 판재 S 내에 생성되는 자속의 확산이 한층 더 억제되고, 판재 S 내에 생성되는 자속 밀도(판재 S의 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 대해 대략 수직인 방향의 자속 밀도)가 커짐으로써, 판재 S의 이상부를 한층 더 고감도로 검지하는 것이 가능하다.　또한, 판재 S 내에 생성되는 자속의 확산이란, 판재 S의 한쪽 면 및 다른 쪽 면에 따른 방향의 확산이다.　와류 센서의 평면으로 본 형상이 원형인 경우에는, 등방적(축대칭적)인 확산이며, 와류 센서의 평면으로 본 형상이 직사각형인 경우에는, 직사각형을 구성하는 각 변에 따른 확산이다.Therefore, according to the material abnormality detection device according to the present embodiment, as compared with the case where the first eddy current sensor or the second eddy current sensor is used alone as in the prior art, the diffusion of the magnetic flux generated in the plate material S is further suppressed, By increasing the magnetic flux density (magnetic flux density in a direction substantially perpendicular to one side and the other side of the plate material S) generated in the plate material S, it is possible to detect an abnormal portion of the plate material S with a higher sensitivity. In addition, the diffusion of the magnetic flux generated in the plate material S is diffusion in a direction along one side and the other side of the plate material S. When the shape of the vortex sensor is circular, it is isotropic (axisymmetric) diffusion, and when the shape of the vortex sensor is rectangular, it is diffusion along each side constituting the rectangle.

또한, 제1 와류 센서(1)와 판재 S의 표면 S1 사이의 거리(리프트오프)와, 제2 와류 센서(2)와 판재 S의 이면 S2 사이의 거리(리프트오프)는 대략 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.　각 리프트오프의 값은, 이상부의 존재가 고감도로 검출할 수 있는 범위의 이간 거리로서, 0 내지 2.0㎜ 정도로 설정되는 것이 바람직하다.　각 리프트오프를 일정한 값으로 유지하기 위해서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 비도전성 시트를, 제1 와류 센서(1) 및 판재 S의 표면 S1의 사이와, 제2 와류 센서(2) 및 판재 S의 이면 S2의 사이와의 양쪽에 개재시키는 수단을 마련해도 된다.In addition, the distance (lift-off) between the first eddy current sensor 1 and the surface S1 of the plate material S and the distance (lift-off) between the second eddy current sensor 2 and the back surface S2 of the plate material S are set to be approximately the same. It is desirable. The value of each lift-off is a separation distance within a range in which the presence of an abnormal part can be detected with high sensitivity, and is preferably set to about 0 to 2.0 mm. In order to maintain each lift-off at a constant value, for example, the non-conductive sheet described in Patent Document 1 is provided between the first vortex sensor 1 and the surface S1 of the plate material S, and the second vortex sensor 2 and the plate material. You may provide a means to interpose between the back side of S and between S2.

또한, 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치에 의해 이상부를 검지하는 피시험재를 관재로 하는 것도 가능하다.　피시험재가 관재인 경우, 「한쪽 면에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계」란, 관재의 외면(또는 내면)의 접평면에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계를 의미한다.　또한, 「다른 쪽 면에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계」란, 관재의 내면(또는 외면)의 접평면에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계를 의미한다.　또한, 관재의 외면(또는 내면)의 접평면에 대해 중심축이 대략 수직이란, 관재의 외면(또는 내면)의 접평면의 법선 방향과 와류 센서의 중심축이 이루는 각도가, 5도 이내인 것, 더 바람직하게는 1도 이내인 것이다.In addition, it is also possible to use the test material to detect the abnormality by the material abnormality detection device according to the present embodiment as a tube material. When the test material is a pipe, the term ``an alternating magnetic field that extends in a direction whose central axis is approximately perpendicular to one side'' means an alternating magnetic field in which the central axis extends in a direction approximately perpendicular to the tangent plane of the outer (or inner) surface of the pipe. . In addition, "an alternating magnetic field extending in a direction in which the central axis is approximately perpendicular to the other surface" means an alternating magnetic field extending in a direction in which the central axis is approximately perpendicular to the tangent plane of the inner surface (or outer surface) of the pipe. In addition, if the central axis is approximately perpendicular to the tangent plane of the outer (or inner) surface of the pipe, the angle between the normal direction of the tangent plane of the outer (or inner) surface of the pipe and the central axis of the eddy current sensor is within 5 degrees. It is preferably within 1 degree.

또한, 본 실시 형태에서는, 제1 교류 전원(3)으로부터 통전되는 교류 전류와 제2 교류 전원(4)으로부터 통전되는 교류 전류과의 주파수를 동일하게 설정함과 함께, 위상이 일치하도록 동기시킨다.　이에 의해, 동일 시점에 있어서의 중심 자계 H1의 방향과 중심 자계 H2의 방향을 일치시키고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present embodiment, the frequency of the AC current supplied from the first AC power supply 3 and the AC current supplied from the second AC power supply 4 are set to be the same, and the phases are synchronized so that they are identical. Thereby, the direction of the central magnetic field H1 and the direction of the central magnetic field H2 at the same time point are matched, but the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일(11)과, 제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일(21)을 직렬 접속하여, 이 직렬 접속된 양 코일(11, 21)에 단일의 교류 전원을 접속하는 것에 의해서도, 동일 시점에 있어서의 중심 자계 H1의 방향과 중심 자계 H2의 방향을 일치시키는 것이 가능하다.For example, the coil 11 provided by the first eddy current sensor 1 and the coil 21 provided by the second eddy current sensor 2 are connected in series, and both coils 11 and 21 connected in series Even by connecting a single AC power source to, it is possible to match the direction of the central magnetic field H1 and the direction of the central magnetic field H2 at the same time point.

이하, 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)에 의해 얻어지는 효과를 전자장 해석에 의해 평가한 결과의 일례에 대해 설명한다.Hereinafter, an example of a result of evaluating the effect obtained by the material abnormality part detecting device 100 according to the present embodiment by electromagnetic field analysis will be described.

<비교예><Comparative Example>

최초로, 비교예로서, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2) 중, 어느 한쪽의 와류 센서만을 구비하는 종래의 와류 탐상 장치에 의해 생성되는 자속을 전자장 해석에 의해 산출된 결과에 대해 설명한다.First, as a comparative example, the magnetic flux generated by a conventional vortex flaw detection apparatus including only one of the first vortex sensor 1 and the second vortex sensor 2 is calculated by using the electromagnetic field analysis. Explain about it.

이 비교예에서는, 제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일(11) 및 제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일(21)의 평면으로 본 형상은 직사각형으로 하고, 판재 S의 길이 방향(X 방향)에 따른 상기 직사각형의 변의 길이를 5㎜, 판재 S의 폭 방향(Y 방향)에 따른 상기 직사각형의 변의 길이를 80mm로 설정하였다.　또한, 판재 S로서 두께 0.5㎜의 티타늄 합금제의 박판(비투자율 1, 도전율 2.34×106[S/m])을 설정하고, 제1 와류 센서(1)와 판재 S의 표면 S1의 리프트오프, 또는 제2 와류 센서(2)와 판재 S의 이면 S2의 리프트오프를 0.8mm로 설정하고, 각 와류 센서와 판재 S 사이에 공기가 개재하는 조건으로 전자장 해석을 행하였다.In this comparative example, the planar shape of the coil 11 provided by the first eddy current sensor 1 and the coil 21 provided by the second eddy current sensor 2 is rectangular, and the longitudinal direction of the plate material S ( The length of the side of the rectangle along the X direction) was set to 5 mm, and the length of the side of the rectangle along the width direction (Y direction) of the plate S was set to 80 mm. In addition, a thin plate made of titanium alloy having a thickness of 0.5 mm (relative permeability 1, conductivity 2.34×10 6 [S/m]) was set as the plate material S, and the lift-off of the first vortex sensor 1 and the surface S1 of the plate material S Or, the lift-off of the 2nd eddy current sensor 2 and the back surface S2 of the plate material S was set to 0.8 mm, and the electromagnetic field analysis was performed on the condition that air intervened between each vortex sensor and the plate material S.

도 2a 및 도 2b는, 비교예에 대해 산출된 소정의 시점에서의 자속의 분포를 도시하는 정면도이다.　도 2a는 제1 와류 센서(1)만을 구비하는 종래의 와류 탐상 장치에 의해 생성되는 자속의 분포를, 도 2b는 제2 와류 센서(2)만을 구비하는 종래의 와류 탐상 장치에 의해 생성되는 자속의 분포를 나타낸다.　도 2a 및 도 2b 중에 도시하는 화살표의 방향은, 자속의 방향을 의미한다.　또한, 도 2a 및 도 2b에 있어서는, 제1 교류 전원(3), 제2 교류 전원(4), 코일(11) 및 코일(21)의 도시를 생략하였다.2A and 2B are front views showing the distribution of magnetic flux at a predetermined time point calculated for a comparative example. FIG. 2A is a distribution of magnetic flux generated by a conventional vortex detection device having only a first vortex sensor 1, and FIG. 2B is a magnetic flux generated by a conventional vortex detection device having only a second vortex sensor 2. Represents the distribution of. The direction of the arrow shown in Figs. 2A and 2B means the direction of the magnetic flux. 2A and 2B, illustration of the first AC power source 3, the second AC power source 4, the coil 11, and the coil 21 is omitted.

도 2a에 도시하는 바와 같이, 제1 와류 센서(1)의 바로 밑의 영역(도면 중에 파선 사이에 놓인 영역)에서는, 판재 S의 길이 방향(X 방향)에 있어서의 제1 와류 센서(1)의 단부에 가까워짐에 따라, 상하 방향(Z 방향)의 성분보다도 판재 S의 길이 방향(X 방향)의 성분의 쪽이 큰 자속이 존재하는 것을 알 수 있다.　마찬가지로, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 제2 와류 센서(2)의 바로 위의 영역(도면 중에 파선 사이에 놓인 영역)에서도, 판재 S의 길이 방향(X 방향)에 있어서의 제2 와류 센서(2)의 단부에 가까워짐에 따라, 상하 방향(Z 방향)의 성분보다도 판재 S의 길이 방향(X 방향)의 성분의 쪽이 큰 자속이 존재하는 것을 알 수 있다.　바꾸어 말하면, 도 2a 및 도 2b에서 도시하는 종래의 와류 탐상 장치에서는, 와류 센서에 의해 판재 S 내에 생성되는 자속에 와류 센서의 판재 S의 길이 방향(X 방향)에 있어서의 치수를 초과하는 확산이 생겨 버린다.As shown in FIG. 2A, in the region immediately below the first vortex sensor 1 (the region placed between the broken lines in the drawing), the first vortex sensor 1 in the longitudinal direction (X direction) of the plate material S It can be seen that as it approaches the end of the sheet material, a magnetic flux that is larger in the component in the longitudinal direction (X direction) of the plate material S is present than the component in the up-down direction (Z direction). Similarly, as shown in FIG. 2B, also in the region immediately above the second vortex sensor 2 (the region placed between the broken lines in the drawing), the second vortex sensor in the longitudinal direction (X direction) of the plate material S ( As it approaches the end of 2), it turns out that there exists a magnetic flux larger in the component of the longitudinal direction (X direction) of the plate material S than the component in an up-down direction (Z direction). In other words, in the conventional eddy current flaw detection apparatus shown in Figs. 2A and 2B, the magnetic flux generated in the plate material S by the eddy current sensor has a diffusion exceeding the dimension in the longitudinal direction (X direction) of the plate material S of the eddy current sensor. It occurs.

또한, 상기에서는, 판재 S의 길이 방향(X 방향)에 관한 자속의 확산을 예로 들어 설명하였지만, 판재 S의 폭 방향(Y 방향)으로 대해서도 마찬가지로 와류 센서의 판재 S의 폭 방향(Y 방향)에 있어서의 치수를 초과하는 자속의 확산이 생겨 버린다.In addition, in the above, the diffusion of magnetic flux in the longitudinal direction (X direction) of the plate material S was described as an example, but in the width direction (Y direction) of the plate material S, similarly, in the width direction (Y direction) of the plate material S of the eddy current sensor. The diffusion of magnetic flux exceeding the dimension in is caused.

도 3a는, 도 2a에 도시하는 종래의 와류 탐상 장치를 이용하는 경우에 있어서, 판재 S의 표면 S1에 생성되는 자속 밀도의 분포의 이미지를, 도 3b는, 도 2a에 도시하는 종래의 와류 탐상 장치를 이용하는 경우에 있어서, 판재 S의 이면 S2에 생성되는 자속 밀도의 분포 이미지를 도시하는 도면이다.　도 3a 및 도 3b에서 사용된 교류 자장의 주파수는, 32㎑이다.　도 3a 및 도 3b는 흑백 표시이지만, 실제로는, 도면의 우측 단부에 나타내는 컬러 바에 따라, 자속 밀도의 크기에 따른 다른 색이 부여되어 표시되어 있다.　또한, 도 3a 및 도 3b에 도시하는 결과는, 제1 와류 센서(1)의 절반(판재 S의 폭 방향(Y 방향)에 대해 절반)에 대해 얻어진 결과만을 나타내었지만, 실제로는 Y 방향의 나머지의 절반에 대해서도 동일한 분포도가 얻어진다.FIG. 3A is an image of a distribution of magnetic flux density generated on the surface S1 of a plate material S in the case of using the conventional eddy current flaw detector shown in FIG. 2A, and FIG. 3B is a conventional vortex flaw detector shown in FIG. 2A. In the case of using, it is a diagram showing a distribution image of the magnetic flux density generated on the back surface S2 of the plate material S. The frequency of the alternating magnetic field used in FIGS. 3A and 3B is 32 kHz. 3A and 3B are black and white displays, but in reality, different colors according to the magnitude of the magnetic flux density are given and displayed according to the color bar shown at the right end of the drawing. In addition, the results shown in Figs. 3A and 3B show only the results obtained for half of the first eddy current sensor 1 (half with respect to the width direction (Y direction) of the plate S), but in reality, the remainder in the Y direction. The same distribution diagram is obtained for half of.

도 3a 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 제1 와류 센서(1)를 배치한 측의 표면 S1에 생성되는 자속 밀도(도 3a)에 비하여, 반대측의 이면 S2에 생성되는 자속 밀도(도 3b)가 현저하게 저하되어 있다.　즉, 도 3a에 도시하는 대략 직사각 형상의 색이 진한 영역 S11의 자속 밀도는, 도 3b에 도시하는 대략 직사각 형상의 색이 진한 영역 S21의 자속 밀도보다도 크고, 그 큰 자속 밀도에 대응하는 색이 착색되어 있다.　이와 같이, 제1 와류 센서(1)를 배치한 측의 표면 S1에 생성되는 자속 밀도에 비하여, 반대측의 이면 S2에 생성되는 자속 밀도가 현저하게 저하되어 있는 것은, 판재 S에 유기된 와전류의 실드 효과가 원인이라고 생각된다.3A and 3B, compared to the magnetic flux density generated on the surface S1 on the side where the first eddy current sensor 1 is disposed (FIG. 3A), the magnetic flux density generated on the opposite side S2 (FIG. 3B) Is markedly lowered. That is, the magnetic flux density of the region S11 in which the substantially rectangular color is dark shown in FIG. 3A is greater than the magnetic flux density in the region S21 where the color in the substantially rectangular shape shown in FIG. 3B is dark, and the color corresponding to the large magnetic flux density is It is colored. In this way, compared to the magnetic flux density generated on the surface S1 on the side on which the first eddy current sensor 1 is disposed, the magnetic flux density generated on the reverse side S2 is significantly lowered, the shield of the eddy current induced in the plate material S. It is thought that the effect is the cause.

<실시예><Example>

다음에, 실시예로서, 도 1a 및 도 1b에 나타내는 본 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(100)에 의해 생성되는 자속을 전자장 해석에 의해 산출된 결과에 대해 설명한다.Next, as an example, a result of calculating the magnetic flux generated by the material abnormality detection device 100 according to the present embodiment shown in Figs. 1A and 1B by electromagnetic field analysis will be described.

이 실시예에서는, 비교예와 마찬가지로, 제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일(11) 및 제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일(21)의 평면으로 본 형상은 직사각형으로 하고, 판재 S의 길이 방향(X 방향)에 따른 상기 직사각형의 변의 길이를 5㎜, 판재 S의 폭 방향(Y 방향)에 따른 상기 직사각형의 변의 길이를 80mm로 설정하였다.　또한, 판재 S로서 두께 0.5㎜의 티타늄 합금제의 박판(비투자율 1, 도전율 2.34×106[S/m])을 설정하고, 제1 와류 센서(1)와 판재 S의 표면 S1의 리프트오프 및 제2 와류 센서(2)와 판재 S의 이면 S2의 리프트오프를 0.8mm로 설정하고, 각 와류 센서와 판재 S 사이에 공기가 개재하는 조건으로 전자장 해석을 행하였다.In this embodiment, as in the comparative example, the coil 11 provided in the first eddy current sensor 1 and the coil 21 provided in the second eddy current sensor 2 have a rectangular shape in plan view. The length of the side of the rectangle along the length direction of S (X direction) was set to 5 mm, and the length of the side of the rectangle along the width direction (Y direction) of the plate S was set to 80 mm. In addition, a thin plate made of titanium alloy with a thickness of 0.5 mm (relative permeability 1, conductivity 2.34×10 6 [ S/m]) was set as the plate material S, and the lift-off of the first vortex sensor 1 and the surface S1 of the plate material S And the lift-off of the second eddy current sensor 2 and the back surface S2 of the plate material S was set to 0.8 mm, and the electromagnetic field analysis was performed under the condition that air interposed between each of the eddy current sensors and the plate material S.

도 4는, 본 실시예에 대해 산출된 소정의 시점에서의 자속의 분포를 도시하는 정면도이다.　도 4는, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)를 구비하는 재질 이상부 검지 장치(100)에 의해 생성되는 자속의 분포를 나타낸다.　도 4 중에 도시하는 화살표의 방향은, 자속의 방향을 의미한다.　또한, 도 4에서는, 제1 교류 전원(3), 제2 교류 전원(4), 코일(11) 및 코일(21)의 도시를 생략하였다.Fig. 4 is a front view showing the distribution of magnetic flux at a predetermined time point calculated for the present embodiment. 4 shows the distribution of magnetic flux generated by the material abnormality detection device 100 including the first vortex sensor 1 and the second vortex sensor 2. The direction of the arrow shown in FIG. 4 means the direction of a magnetic flux. In addition, in FIG. 4, illustration of the 1st AC power supply 3, the 2nd AC power supply 4, the coil 11, and the coil 21 is abbreviate|omitted.

도 5a는, 본 실시예에 있어서 판재 S의 표면 S1에 생성되는 자속 밀도의 분포 이미지를, 도 5b는 본 실시예에 있어서 판재 S의 이면 S2에 생성되는 자속 밀도의 분포 이미지를 도시하는 도면이다.　도 5a 및 도 5b에서 사용된 교류 자장의 주파수는, 32㎑이다.　도 5a 및 도 5b는 흑백 표시이지만, 실제로는, 도면의 우측 단부에 나타내는 컬러 바에 따라, 자속 밀도의 크기에 따른 다른 색이 부여되어 표시되어 있다.　또한, 도 5a 및 도 5b에 도시하는 결과는, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)의 절반(판재 S의 폭 방향(Y 방향)에 대해 절반)에 대해 얻어진 결과만을 나타내고 있지만, 실제로는 Y 방향의 나머지 절반에 대해서도 동일한 분포도가 얻어진다.FIG. 5A is a diagram showing a distribution image of the magnetic flux density generated on the surface S1 of the plate material S in this embodiment, and FIG. 5B is a diagram showing a distribution image of the magnetic flux density generated on the back surface S2 of the plate material S in this example. . The frequency of the alternating magnetic field used in FIGS. 5A and 5B is 32 kHz. 5A and 5B are black and white displays, but in reality, different colors according to the magnitude of the magnetic flux density are given and displayed according to the color bar shown at the right end of the drawing. In addition, the results shown in Figs. 5A and 5B show only the results obtained for half of the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 (half with respect to the width direction (Y direction) of the plate material S). However, in reality, the same distribution diagram is obtained for the other half in the Y direction.

판재 S의 표면 S1 및 이면 S2에 대해 대략 수직인 방향인 상하 방향(Z 방향)의 성분에 관한 것으로, 제1 와류 센서(1)의 바로 밑의 영역 및 제2 와류 센서(2)의 바로 위의 영역(도 4 중의 파선 사이에 놓인 영역)에 있어서, 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계의 성분과 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계의 성분은 서로 강화된다.It relates to a component in the vertical direction (Z direction) which is a direction approximately perpendicular to the surface S1 and the rear surface S2 of the plate material S, the area immediately under the first vortex sensor 1 and directly above the second vortex sensor 2 In the region of (the region placed between the broken lines in Fig. 4), the component of the alternating magnetic field applied by the first eddy current sensor 1 and the component of the alternating magnetic field applied by the second eddy current sensor 2 are reinforced with each other.

한편, 판재 S의 표면 S1 및 이면 S2를 따른 방향(X 방향 및 Y 방향)의 성분에 관해, 제1 와류 센서(1)의 바로 밑의 영역 외 및 제2 와류 센서(2)의 바로 위의 영역 외(도 4 중의 파선 사이에 놓인 영역 외)에 있어서, 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계의 수평(도 4의 지면 좌우 방향) 성분과 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계의 수평(도 4의 지면 좌우 방향) 성분과는 서로 역 방향으로 상쇄된다.　도 2a와 도 2b를 대비하여 참조하면, 판재 S의 길이 방향(X 방향)의 성분에 관한 것으로, 제1 와류 센서(1)의 바로 밑의 영역 외 및 제2 와류 센서(2)의 바로 위의 영역 외(도 4 중의 파선 사이에 놓인 영역 외)에 있어서, 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계의 수평(도 4의 지면 좌우 방향) 성분과 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계의 수평(도 4의 지면 좌우 방향) 성분이 서로 역 방향으로 상쇄되는 것은 명확하다.On the other hand, with respect to the components in the directions (X direction and Y direction) along the front surface S1 and the rear surface S2 of the plate material S, outside the area immediately under the first vortex sensor 1 and immediately above the second vortex sensor 2 Outside the area (outside the area placed between the broken lines in Fig. 4), the horizontal (left and right direction of the ground in Fig. 4) component of the alternating current magnetic field applied by the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 are applied. The horizontal (left-right direction of the paper in Fig. 4) component of the alternating magnetic field cancels each other in the opposite direction. 2A and 2B, it relates to a component in the longitudinal direction (X direction) of the plate S, outside the area immediately below the first vortex sensor 1 and directly above the second vortex sensor 2 Outside the area of (outside the area placed between the broken lines in Fig. 4), the horizontal (left-right direction of the ground in Fig. 4) component of the alternating current magnetic field applied by the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 act. It is clear that the horizontal (left-right direction of the paper in Fig. 4) components of the alternating magnetic field to be canceled in opposite directions to each other.

판재 S의 폭 방향(Y 방향)에 관해서도 마찬가지이며, 제1 와류 센서(1)의 바로 밑의 영역 외 및 제2 와류 센서(2)의 바로 위의 영역 외(도 4 중의 파선 사이에 놓인 영역 외)에 있어서, 제1 와류 센서(1)가 작용시키는 교류 자계의 수평(도 4의 지면 좌우 방향) 성분과 제2 와류 센서(2)가 작용시키는 교류 자계의 수평(도 4의 지면 좌우 방향) 성분이 서로 역 방향으로 상쇄되게 된다.　이것은, 도 3a 및 도 5a에 도시하는 대략 직사각 형상의 색이 진한 영역 S11의 Y 방향의 확산의 차이(도 5a에 도시하는 대략 직사각 형상의 색이 진한 영역 S11의 쪽이 Y 방향의 확산이 적음)로부터도 시사된다.The same applies to the width direction (Y direction) of the plate material S, and outside the area immediately below the first vortex sensor 1 and outside the area immediately above the second vortex sensor 2 (area placed between the broken lines in FIG. 4 ). Outside), the horizontal component of the alternating current magnetic field applied by the first eddy current sensor 1 (in the horizontal direction of the ground in Fig. 4) and the horizontal component of the alternating current magnetic field applied by the second eddy current sensor 2 (in the horizontal direction of the ground in Fig. 4) ) Components cancel each other in the opposite direction. This is the difference in the diffusion in the Y direction of the region S11 in which the color of the substantially rectangular shape is dark shown in Figs. 3A and 5A (the diffusion in the Y direction is smaller in the region S11 in which the color of the substantially rectangular shape shown in Fig. 5A is dark). ) Is also suggested.

상기의 결과, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 와류 센서(1)의 바로 밑 및 제2 와류 센서(2)의 바로 위의 영역(도면 중에 파선 사이에 놓인 영역)에 있어서, 판재 S에 생성되는 상하 방향(Z 방향)의 자속의 성분의 쪽이, 표면 S1 및 이면 S2에 따른 방향(X 방향 및 Y 방향)의 자속의 성분보다도 커진다.　또한, 도 5a 및 도 5b에 도시하는 바와 같이, 제1 와류 센서(1)를 배치한 측의 표면 S1에 생성되는 자속 밀도(도 5a 참조)와, 제2 와류 센서(2)를 배치한 측의 이면 S2에 생성되는 자속 밀도(도 5b 참조)는 동등하게 된다.　즉, 도 5a에 나타내는 대략 직사각 형상의 색이 진한 영역 S11의 자속 밀도는, 도 5b에 나타내는 대략 직사각 형상의 색이 진한 영역 S21의 자속 밀도와 동등하며, 그 자속 밀도의 크기에 대응하는 색이 착색되어 있다.As a result of the above, as shown in Fig. 4, in the region immediately below the first eddy current sensor 1 and above the second eddy current sensor 2 (the region placed between the broken lines in the drawing), the plate material S The component of the magnetic flux in the vertical direction (Z direction) to be generated is larger than the component of the magnetic flux in the directions (X direction and Y direction) along the front surface S1 and the rear surface S2. In addition, as shown in Figs. 5A and 5B, the magnetic flux density (refer to Fig. 5A) generated on the surface S1 on the side where the first vortex sensor 1 is disposed, and the side where the second vortex sensor 2 is disposed. The magnetic flux density (refer to Fig. 5B) generated in S2 on the back side of is equalized. That is, the magnetic flux density of the region S11 with a dark color of the substantially rectangular shape shown in FIG. 5A is equal to the magnetic flux density of the region S21 with the color of the substantially rectangular shape shown in FIG. 5B, and the color corresponding to the magnitude of the magnetic flux density is It is colored.

여기서, 자속이 재료 내에 침투하는 깊이(침입 길이) δ에 대해 설명한다.　자속이 재료 내에 침투하는 깊이 δ(침입 길이)는, 이하의 식으로 부여된다.Here, the depth (penetration length) δ at which the magnetic flux penetrates into the material will be described. The depth δ (intrusion length) through which the magnetic flux penetrates into the material is given by the following equation.

δ(m)=1/(πㆍfㆍμㆍσ)1/2 δ(m)=1/(πㆍfㆍμㆍσ) 1/2

π: 3.14π: 3.14

f: 주파수(본 실시 형태에서는, 32㎑(32000Hz))f: frequency (in this embodiment, 32 kHz (32000 Hz))

μ: 투자율(본 실시 형태에서는, 4π×10-7)[H/m]μ: Permeability (in this embodiment, 4π×10 -7 ) [H/m]

σ: 도전율(본 실시 형태에서는, 2.34×106)[S/m]σ: conductivity (in this embodiment, 2.34×10 6 ) [S/m]

여기서, 침입 길이 δ는, 과전류 및 자속의 크기가 재료의 표면(최댓값이 되는 위치)에 비하여 약37％(1/e)가 되는 깊이를 가리킨다.Here, the penetration length δ refers to the depth at which the magnitude of the overcurrent and magnetic flux becomes about 37% (1/e) compared to the surface of the material (position at which the maximum value becomes).

본 실시 형태의 경우, 침입 길이 δ=1.8×10-3=1.8㎜가 된다.　이 경우, 침입 길이 δ는, 두께 0.5㎜의 티타늄 합금제의 박판에 있어서, 침입 길이가 판 두께에 비하여 충분히 깊어지고, 자속이 판의 중심까지 충분히 침투하는 정도가 된다.　주파수가, 본 실시 형태의 주파수보다도 높으면 자속이 투과하기 어려워지고, 낮으면 자속이 투과하기 쉬워진다.In the case of the present embodiment, the penetration length δ = 1.8 × 10 -3 = 1.8 mm. In this case, the penetration length δ is such that in a thin plate made of a titanium alloy having a thickness of 0.5 mm, the penetration length becomes sufficiently deep compared to the plate thickness, and the magnetic flux sufficiently penetrates to the center of the plate. When the frequency is higher than the frequency of the present embodiment, the magnetic flux becomes difficult to transmit, and when the frequency is low, the magnetic flux becomes easily transmitted.

이상과 같이, 본 실시예의 재질 이상부 검지 장치(100)에 따르면, 제1 와류 센서(1) 또는 제2 와류 센서(2)를 단독으로 사용한 비교예의 와류 탐상 장치(도 2a 및 도 2b 참조)와 비교하면, 판재 S 내에 생성되는 자속의 확산(판재 S의 표면 S1 및 이면 S2에 따른 방향의 확산)이 억제되고, 판재 S 내에 생성되는 상하 방향(Z 방향)의 자속 밀도가 커짐으로써, 판재 S의 이상부를 고감도로 검지할 수 있음을 알 수 있다.As described above, according to the material abnormality detection device 100 of the present embodiment, the eddy current sensor 1 or the second eddy current sensor 2 is used alone as a comparative example eddy current detection device (see Figs. 2A and 2B). Compared with, the diffusion of the magnetic flux generated in the plate S (diffusion in the directions along the surface S1 and the back S2 of the plate S) is suppressed, and the magnetic flux density in the vertical direction (Z direction) generated in the plate S increases. It can be seen that the abnormality of S can be detected with high sensitivity.

또한, 본 실시 형태에서는, 피시험재가 판재 S인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 피시험재가 관재인 경우에도 적용 가능하다.In addition, in the present embodiment, the case where the test material is a plate material S has been described as an example, but the present invention is not limited thereto, and for example, it is applicable even when the test material is a pipe material.

도 6a 및 도 6b는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 재질 이상부 검지 장치(400)의 개략 구성예를 도시하는 정면도이며, 피시험재가 관재 P인 경우를 나타낸다.　도 6a 및 도 6b에 있어서는, 제1 와류 센서(1)에 교류 전류를 통전하는 제1 교류 전원(3)(도 1a 및 도 1b 참조) 및 제2 와류 센서(2)에 교류 전류를 통전하는 제2 교류 전원(4)(도 1a 및 도 1b 참조)의 도시를 생략하였다.6A and 6B are front views showing a schematic configuration example of a material abnormality detection device 400 according to another embodiment of the present invention, and shows a case where the test material is a pipe material P. In Figs. 6A and 6B, the first AC power supply 3 (see Figs. 1A and 1B) that conducts an alternating current to the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2 conducts an alternating current. The illustration of the second AC power supply 4 (see Figs. 1A and 1B) is omitted.

도 6a 및 도 6b에 도시하는 바와 같이, 피시험재가 관재 P인 경우, 제1 와류 센서(1)는 관재 P의 외면 P1측에 대향 배치되고, 외면 P1에 대해(외면 P1의 접평면에 대해) 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계를 외면 P1에 작용시킨다.　제2 와류 센서(2)는 관재 P의 내면 P2측에 대향 배치되고, 내면 P2에 대해(내면 P2의 접평면에 대해) 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗는 교류 자계를 내면 P2에 작용시킨다.　그리고, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)는, 관재 P(관재 P의 두께)를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치된다.　또한, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)가 관재 P(관재 P의 두께)를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치라 함은, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)의 각 코일의 중심축간의 어긋남양이, 각 코일의 직경 1/4보다도 작은 범위에 있는 것이다.6A and 6B, when the test material is a pipe material P, the first eddy current sensor 1 is disposed opposite to the outer surface P1 side of the pipe material P, with respect to the outer surface P1 (with respect to the tangent plane of the outer surface P1). An alternating magnetic field extending in a direction in which the central axis is approximately perpendicular is applied to the outer surface P1. The second eddy current sensor 2 is disposed opposite to the inner surface P2 side of the pipe material P, and acts on the inner surface P2 with an AC magnetic field extending in a direction whose central axis is substantially perpendicular to the inner surface P2 (with respect to the tangent plane of the inner surface P2). And the 1st eddy current sensor 1 and the 2nd eddy current sensor 2 are arrange|positioned on substantially the same straight line with pipe material P (thickness of pipe material P) interposed. In addition, that the 1st eddy current sensor 1 and the 2nd eddy current sensor 2 are arrange|positioned on substantially the same straight line with the pipe material P (thickness of the pipe material P) in between, the 1st eddy current sensor 1 and the 2nd The amount of deviation between the central axes of each coil of the eddy current sensor 2 is in a range smaller than 1/4 of the diameter of each coil.

제1 와류 센서(1)는, 예를 들어 1축 스테이지(5)의 스테이지(51)에 장착되어, 관재 P의 길이 방향(X 방향)으로 뻗는 가이드 레일(52)을 따라 스테이지(51)와 함께 이동한다.　마찬가지로, 제2 와류 센서(2)는, 예를 들어 1축 스테이지(6)의 스테이지(61)에 장착되고, 관재 P의 길이 방향(X 방향)으로 뻗는 가이드 레일(62)을 따라 스테이지(61)와 함께 이동한다.　이때, 제1 와류 센서(1)와 제2 와류 센서(2)의 상대적인 위치 관계는 이동 전후로 유지된다.　그리고, 관재 P가 축 둘레로 회전함으로써, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)에 의해, 관재 P의 전체면이 검지되게 된다.The 1st eddy current sensor 1 is attached to the stage 51 of the uniaxial stage 5, for example, and the stage 51 and the stage 51 along the guide rail 52 extending in the longitudinal direction (X direction) of pipe material P Move together. Similarly, the second eddy current sensor 2 is mounted on the stage 61 of the uniaxial stage 6, for example, and along the guide rail 62 extending in the longitudinal direction (X direction) of the pipe material P, the stage 61 ) And move together. At this time, the relative positional relationship between the first vortex sensor 1 and the second vortex sensor 2 is maintained before and after the movement. Then, when the pipe material P rotates around the shaft, the entire surface of the pipe material P is detected by the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2.

단, 본 실시 형태는 이에 한정되지 않고, 예를 들어 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)의 위치를 고정하고, 관재 P를 길이 방향으로 반송하면서 축 둘레로 회전시키는 것으로도, 관재 P의 전체면을 검지 가능하다.However, this embodiment is not limited to this, for example, by fixing the positions of the first vortex sensor 1 and the second vortex sensor 2, and rotating the pipe material P in the longitudinal direction while rotating it around the axis. , It is possible to detect the entire surface of the pipe P.

피시험재가 관재 P인 경우, 관재 P의 외면 P1은 평탄하지 않고, 관재 P의 외면 P1측에 배치된 제1 와류 센서(1)를 향하여 볼록의 원호상으로 만곡되어 있기 때문에, 제1 와류 센서(1)의 중심축(제1 와류 센서(1)가 구비하는 코일의 중심축)에 있어서의 리프트오프(제1 와류 센서(1)와 관재 P의 외면 P1의 거리)의 쪽이, 제1 와류 센서(1)의 단부에 있어서의 리프트오프보다도 작아진다.　마찬가지로, 관재 P의 내면 P2는 평탄하지 않고, 관재 P의 내면 P2측에 배치된 제2 와류 센서(2)를 향해 오목의 원호상으로 만곡되어 있기 때문에, 제2 와류 센서(2)의 중심축(제2 와류 센서(2)가 구비하는 코일의 중심축)에 있어서의 리프트오프(제2 와류 센서(2)와 관재 P의 내면 P2의 거리)의 쪽이, 제2 와류 센서(2)의 단부에 있어서의 리프트오프보다도 커진다.When the test material is a pipe P, the outer surface P1 of the pipe P is not flat and is curved in a convex arc shape toward the first vortex sensor 1 disposed on the outer surface P1 side of the pipe P. The side of the lift-off (distance between the first vortex sensor 1 and the outer surface P1 of the pipe P1) in the central axis of (1) (the central axis of the coil provided by the first vortex sensor 1) is the first It becomes smaller than the lift-off at the end of the eddy current sensor 1. Similarly, since the inner surface P2 of the pipe P is not flat and is curved in a concave arc shape toward the second vortex sensor 2 disposed on the inner surface P2 side of the pipe P, the central axis of the second vortex sensor 2 The side of the lift-off (distance between the second eddy current sensor 2 and the inner surface P2 of the pipe P2) in the (central axis of the coil provided by the second eddy current sensor 2) is the second eddy current sensor 2 It is larger than the lift-off at the end.

따라서, 피시험재가 관재 P이며, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2) 중 어느 하나의 와류 센서만을 구비하는 경우에는, 와류 센서의 중심축과 단부에 있어서의 리프트오프의 차에 기인하여 와류 센서와 결함의 위치 관계에 따라, 결함 검출 감도가 변동할 우려가 있다.　그러나, 도 6a 및 도 6b에 도시하는 바와 같이, 제1 와류 센서(1) 및 제2 와류 센서(2)의 양쪽을 구비하는 재질 이상부 검지 장치(400)의 경우, 제1 와류 센서(1)의 중심축과 단부에 있어서의 리프트오프의 차와, 제2 와류 센서(2)의 중심축과 단부에 있어서의 리프트오프의 차가 서로 역 방향으로 상쇄된다.　즉, 제1 와류 센서(1)는 중심축에 있어서의 리프트오프의 쪽이 작고, 제2 와류 센서(2)는 단부에 있어서의 리프트오프의 쪽이 작아지기 때문에, 리프트오프의 차에 기인한 이상부 검지 감도의 변동이 생기기 어렵다는 이점을 갖는다.Therefore, when the test material is a pipe material P, and only one of the first vortex sensor 1 and the second vortex sensor 2 is provided, the difference in the lift-off between the central axis and the end of the vortex sensor Due to this, there is a concern that the defect detection sensitivity may fluctuate depending on the positional relationship between the eddy current sensor and the defect. However, as shown in Figs. 6A and 6B, in the case of the material abnormality detection device 400 including both the first eddy current sensor 1 and the second eddy current sensor 2, the first eddy current sensor 1 ), the difference between the lift-off at the central axis and the end of the second eddy current sensor 2 and the difference between the lift-off at the central axis and the end of the second vortex sensor 2 cancel each other in opposite directions. That is, the first eddy current sensor 1 has a smaller lift-off side on the central axis, and the second vortex sensor 2 has a smaller lift-off side at the end, resulting from a difference in lift-off. It has the advantage that fluctuations in the detection sensitivity of abnormal parts are difficult to occur.

본 발명에 따르면, 와류 센서에 의해 비자성 도전체의 판재 내에 생성되는 자속의 확산을 억제함으로써, 해당 판재의 이상부를 고감도로 검지하는 것이 가능하게 된다.　따라서, 본 발명은 산업상 이용 가능성은 크다.According to the present invention, by suppressing the diffusion of magnetic flux generated in the plate material of the nonmagnetic conductor by the eddy current sensor, it becomes possible to detect an abnormal part of the plate material with high sensitivity. Therefore, the present invention has great industrial applicability.

1: 제1 와류 센서
2: 제2 와류 센서
3: 제1 교류 전원
4: 제2 교류 전원
100, 400: 재질 이상부 검지 장치
S: 판재(피시험재)
S1: 표면(한쪽 면)
S2: 이면(다른 쪽 면)1: first eddy current sensor
2: second eddy current sensor
3: the first AC power supply
4: the second AC power supply
100, 400: material abnormality detection device
S: plate (test material)
S1: Surface (one side)
S2: back side (the other side)

Claims (4)

비자성 도전체인 판재를 준비하는 준비 공정과;
제1 와류 센서를 상기 판재의 한쪽 면측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치하는 제1 와류 센서 배치 공정과;
상기 제1 와류 센서에 제1 교류 전류를 통전시킴으로써, 교류 자계를 해당 한쪽 면에 작용시켜 상기 판재에 와전류를 유기하는 제1 와류 센서 여기 공정과;
해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출하는 제1 와류 센서 검출 공정과;
제2 와류 센서를 상기 판재의 상기 한쪽 면과 반대측에 위치하는 다른 쪽 면측에 대해 중심축이 대략 수직인 방향으로 뻗도록 대향 배치하는 제2 와류 센서 배치 공정과;
상기 제2 와류 센서에 제2 교류 전류를 통전시킴으로써, 교류 자계를 해당 다른 쪽 면에 작용시켜 상기 판재에 와전류를 유기하는 제2 와류 센서 여기 공정과;
해당 와전류에 의해 생기는 자속을 검출하는 제2 와류 센서 검출 공정;
을 갖고,
상기 제1 와류 센서 여기 공정 및 상기 제2 와류 센서 여기 공정에서는, 동일 시점에 있어서의, 상기 제1 와류 센서가 상기 판재의 상기 한쪽 면에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향과, 상기 제2 와류 센서가 상기 판재의 상기 다른 쪽 면에 작용시키는 교류 자계의 중심축 방향이 일치하도록 와전류를 유기하고, 또한, 상기 제1 와류 센서 및 상기 제2 와류 센서를, 상기 판재를 사이에 두고 대략 동일 직선 상에 배치하는
것을 특징으로 하는 상기 판재의 이상부를 검출하는 재질 이상부 검지 방법.A preparation process of preparing a plate material, which is a nonmagnetic conductor;
A first vortex sensor arranging step of opposing the first vortex sensor to extend in a direction substantially perpendicular to one side of the plate material;
A first eddy current sensor excitation step of applying a first alternating current to the first eddy current sensor to cause an alternating magnetic field to act on one side thereof to induce an eddy current to the plate material;
A first eddy current sensor detecting step of detecting a magnetic flux generated by the eddy current;
A second vortex sensor arranging step of opposing the second vortex sensor so that a central axis extends in a direction substantially perpendicular to the other side of the plate material;
A second eddy current sensor excitation step of applying a second alternating current to the second eddy current sensor to apply an alternating magnetic field to the other surface to induce an eddy current to the plate material;
A second eddy current sensor detection step of detecting a magnetic flux generated by the eddy current;
Have,
In the first vortex sensor excitation step and the second vortex sensor excitation step, at the same time point, the direction of the central axis of the AC magnetic field that the first vortex sensor acts on the one surface of the plate material, and the second vortex flow The eddy current is induced so that the direction of the central axis of the alternating magnetic field applied by the sensor to the other side of the plate is coincident, and the first eddy current sensor and the second eddy current sensor are placed in approximately the same straight line with the plate material interposed therebetween. Placed on
A material abnormality detection method for detecting an abnormality of the plate material, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 제1 와류 센서 배치 공정 및 상기 제2 와류 센서 배치 공정에서는, 상기 제1 와류 센서 및 상기 판재의 상기 한쪽 면과의 거리와, 상기 제2 와류 센서 및 상기 판재의 상기 다른 쪽 면과의 거리를 대략 동일하게 설정하고,
상기 각 거리를 0 내지 2.0mm로 설정하는,
것을 특징으로 하는 재질 이상부 검지 방법.The method according to claim 1, wherein in the first eddy current sensor arrangement step and the second eddy current sensor arrangement step, a distance between the first eddy current sensor and the one surface of the plate material, and the second eddy current sensor and the plate material Set the distance to the other side roughly the same,
Setting each of the distances to 0 to 2.0 mm,
Material abnormality detection method, characterized in that. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 와류 센서 여기 공정 및 상기 제2 와류 센서 여기 공정에서는, 상기 제1 교류 전류의 주파수와 상기 제2 교류 전류의 주파수를, 대략 동일하게 설정하고, 또한, 상기 제1 교류 전류의 위상과 상기 제2 교류 전류의 위상을, 일치하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 재질 이상부 검지 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein in the first eddy current sensor excitation step and the second eddy current sensor excitation step, the frequency of the first alternating current and the frequency of the second alternating current are set to be substantially the same, In addition, the material abnormality detection method, characterized in that setting the phase of the first AC current and the phase of the second AC current to match. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 재질 이상부 검지 방법에 의해 판재의 이상부를 검지하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 재질 이상부 검지 장치.A material abnormality detection device comprising means for detecting an abnormality of a plate material by the method of detecting abnormality of a material according to any one of claims 1 to 3.
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