WO2010073926A1 - 渦電流探傷方法と渦電流探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】励磁コイル内に検出コイルを配置した回転可能な渦電流探傷プローブ用いた渦電流探傷方法において、検出コイルの回転位置によって変化する検出感度の変化（検出感度偏差）を小さくすること。 【解決手段】渦電流探傷プローブは、ディスクＤＳ上に取り付けられた、励磁コイルＥＣ１、検出コイルＤＣ１及び励磁コイルＥＣ２、検出コイルＤＣ２を備えている。円筒状の被検査体Ｔの周面に渦電流探傷プローブを設置し、ディスクＤＳを回転すると、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２と検査面との距離（リフトオフ）が変化するため、キズ信号の検出感度も変化する。検出感度の変化を小さくするため、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置（回転角度）を検出して検出感度を調整する。

Description

渦電流探傷方法と渦電流探傷装置

　本発明は、渦電流探傷方法と渦電流探傷装置に関する。

　従来、励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置し、検出コイルを回転しながら探傷する渦電流探傷プローブが提案されている（例えば特許文献１参照）。
　図６により従来の渦電流探傷プローブを説明する。
　渦電流探傷プローブは、図６（ａ）のように、パンケーキ状の励磁コイルＥＣと、四角形（ロ字型）の検出コイルＤＣとを備え、両コイルは、コイル面が直交するように配置してある。検出コイルＤＣは、モータ（図示せず）により、図６（ｂ）の励磁コイルＥＣの中心軸Ｐを中心に矢印方向へ回転する。また励磁コイルＥＣは、コイル面が被検査体Ｔの検査面に対向するように配置してある。

　図６（ｂ）の被検査体ＴのキズＦ１～Ｆ４を検出する場合、渦電流探傷プローブをそれらのキズの近傍に設置して、検出コイルＤＣを回転すると全方向のキズＦ１～Ｆ４を検出することができる。しかし、渦電流探傷プローブが検出できる範囲は、検出コイルＤＣが回転する範囲に限られる。このため、例えば図６（ｃ）のように線Ｌに沿って探傷する場合、渦電流探傷プローブを位置Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３へ間欠的に移動して、その都度検出コイルＤＣを回転して探傷しなければならない。したがって、探傷時間が長くなる。

　そこで連続的に広範囲の探傷を可能にするため、検出コイルを回転させながら所定の速度で移動する渦電流探傷プローブが提案されている（例えば特許文献２参照）。
　図７により従来の検出コイルを回転させながら移動させる渦電流探傷プローブについて説明する。
　渦電流探傷プローブは、図７（ａ）のように励磁コイルＥＣ１および検出コイルＤＣ１を具備するプローブと、励磁コイルＥＣ２および検出コイルＤＣ２を具備するプローブとを、２個ディスク（図示せず）上に並置して取付けた構成である。ディスクは、中心軸Ｐ１を中心に回転しながらＹ方向へ移動する。
　渦電流探傷プローブがＹ方向へ移動したときの検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の軌跡は、図７（ｃ－１）～（ｃ－４）のようになる。具体的には、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２が一回転する間に渦電流探傷プローブがＹ方向へ移動する距離をＳとすると、図７（ｃ－１）は、Ｓ＝０．７５×Ｗ２、図７（ｃ－２）は、Ｓ＝１．０×Ｗ２、図７（ｃ－３）は、Ｓ＝１．５×Ｗ２、図７（ｃ－４）は、Ｓ＝２．０×Ｗ２のときの軌跡を示す。図７において、実線は、検出コイルＤＣ１の軌跡を示し、破線は、検出コイルＤＣ２の軌跡を示す。またＷ１は、図７（ｂ）のように検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の幅に相当し、Ｗ２は、その２倍の幅に相当する。

　図７（ｃ－１）～（ｃ－３）の場合、即ち、移動距離Ｓ＝０．７５×Ｗ２～１．５×Ｗ２の間である場合には、検出コイルの通過しない領域は生じないから、各検出コイルの幅Ｗ１の２倍に相当するＷ２の範囲について、漏れなくキズを検出することができる。
　図７（ｃ－４）の場合、即ち、移動距離Ｓ＝２．０×Ｗ２の場合、領域Ｅ２では、検出コイルの軌跡が粗になり、軌跡が密の領域よりもキズの検出精度は低くなる。したがって、領域Ｅ２を含まない上半分の領域を探傷に利用するのが望ましい。なお、領域Ｅ１には、検出コイルの軌跡が表記されていないが、これは検出コイルの回転開始時期に相当する領域であるため、検出コイルが通過しないからである。検出コイルが回転を開始してから半回転した以降は、領域Ｅ２のようになる。また、図７（ｃ－４）において、領域Ｅ３は、検出コイルＤＣ２が通る領域であり、領域Ｅ４は、検出コイルＤＣ１が通る領域である。また、領域Ｅ３と領域Ｅ４は、位置がＹ方向へ互いに２分の１回転分（１８０度）ずれている。

日本国特開２００２－２１４２０２号公報 日本国特開２００７－２４８１６９号公報

　図６、図７の渦電流探傷プローブは、検出コイルが回転するため、被検査体の検査面が平面でない場合（例えば被検査体が円筒状、円柱状等の場合）には、検出コイルの位置により検出コイルの底部と検査面との距離（リフトオフ）が変わる。これにより、検出コイルの位置によってキズ信号の検出感度が相違する。
　図８によりその検出感度の相違を説明する。
　図８（ａ）は、円筒状の被検査体Ｔの周面に渦電流探傷プローブを設置した状態の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＸ１－Ｘ１矢視断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）のＸ２－Ｘ２矢視断面図である。

　図８（ａ）において、Ａの状態の検出コイルＤＣ１，ＤＣ２は、それらのコイル軸が被検査体Ｔの中心軸Ｌ１方向と直交する方向に停止し、Ｂの状態の検出コイルＤＣ１，ＤＣ２は、それらのコイル軸が中心軸Ｌ１方向と平行な方向に停止している。
　図８（ｂ）の検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の底面と被検査体Ｔの検査面との距離（リフトオフ）は、ＨＸ１であり、図８（ｃ）の検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の底面中央部と被検査体Ｔの検査面との距離（リフトオフ）は、ＨＸ２であるとすると、ＨＸ１＜ＨＸ２となる。即ち、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２が、図８（ａ）のＡの状態にあるとき、リフトオフは一番小さく、図８（ａ）のＢの状態にあるとき、リフトオフは一番大きくなる。リフトオフが小さいと検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のキズ信号の検出感度は高くなるから、検出されるキズ信号の振幅は大きくなる。一方、リフトオフが大きいと検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のキズ信号の検出感度は低くなるから、検出されるキズ信号の振幅は小さくなる。

　したがって、被検査体が円筒状等のように検査面が平面でない場合、検出コイルの回転位置によってキズ信号の振幅が異なるから、振幅の小さいキズ信号は誤認することがあり、またキズ信号の振幅が大小異なると信号処理の支障になることがある。
　本発明は、検出コイルを回転させながら探傷する渦電流探傷プローブの前記問題点に鑑み、検出コイルのリフトオフによるキズ信号の検出感度偏差の小さい渦電流探傷方法及び渦電流探傷装置を提供することを目的する。

　前記の目的を達成するため、請求項１に記載の渦電流探傷方法は、励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した渦電流探傷プローブを回転して、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷方法において、検出コイルの回転位置に応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整することを特徴とする。
　請求項２に記載の渦電流探傷方法は、励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した渦電流探傷プローブを回転して、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷方法において、検出コイルの回転位置におけるリフトオフに応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整することを特徴とする。
　請求項３に記載の渦電流探傷方法は、請求項１又は請求項２に記載の渦電流探傷方法において、前記被検査体は、円筒体又は円柱体であることを特徴とする。
　請求項４に記載の渦電流探傷装置は、励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した回転可能な渦電流探傷プローブを備え、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷装置において、検出コイルの回転位置を検出する回転位置検出部と、該回転位置検出部によって検出した回転位置に応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整する検出感度調整部とを備えていることを特徴とする。
　請求項５に記載の渦電流探傷装置は、励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した回転可能な渦電流探傷プローブを備え、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷装置において、検出コイルの回転位置におけるリフトオフを検出するリフトオフ検出部と、該リフトオフ検出部によって検出したリフトに応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整する検出感度調整部を備えていることを特徴とする。
　請求項６に記載の渦電流探傷装置は、請求項４又は請求項５に記載の渦電流探傷装置において、前記被検査体は、円筒体又は円柱体であることを特徴とする。

　本発明によれば、励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した渦電流探傷プローブを回転して探傷するから、一個の渦電流探傷プローブにより全方向のキズを探傷することができ、かつ渦電流探傷プローブを移動することにより広範囲のキズを連続して探傷できる。
　本発明によれば、検出コイルの回転位置又はその回転位置のリフトオフを検出してキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整できるから、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面とのリフトオフが変化する被検査体を、略一定の検出感度で探傷できる。したがって、探傷の際、キズ信号を誤認することがなく、またキズ信号の処理もし易くなる。
　本発明によれば、検出コイルの回転位置を検出することによってリフトオフを間接的に検出（推定）できるから、リフトオフの検出が容易で、その検出装置が簡単になる。
　本発明によれば、検出コイルの回転位置におけるリフトオフを直接計測し、そのリフトオフに応じて検出感度を調整するから、検出感度を精密に調整できる。
　本発明によれば、被検査体が円筒体であっても、略一定の検出感度で探傷できる。

本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置で用いる渦電流探傷プローブの構成を示す。 図１の渦電流探傷プローブの検出コイルの回転位置、リフトオフ及び検出感度の関係を示す。 図１の渦電流探傷プローブの検出コイルの回転位置及びリフトオフを検出する装置の構成を示す。 図１の渦電流探傷プローブを用いて円筒状の被検査体を探傷する場合の渦電流探傷プローブの移動と被検査体の回転を説明する図である。 図１の渦電流探傷プローブを用いた渦電流探傷装置の構成を示す。 従来の検出コイルを回転させて探傷する渦電流探傷プローブの構成を示す。 従来の検出コイルを回転させながら移動させる渦電流探傷プローブの構成を示す。 図７の渦電流探傷プローブを用いて円筒状の被検査体を探傷するときのリフトオフを説明する図である。

　図１～図５により本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置を説明する。なお、各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。

　図１は、本発明の一実施形態に係る渦電流探傷装置で用いる渦電流探傷プローブの構成を示す。
　図１（ａ）は、渦電流探傷プローブの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ４－Ｘ４矢視断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＸ３－Ｘ３矢視断面図である。なお、励磁コイルと検出コイルの構成および配置は、図６、図７、図８の渦電流探傷プローブと同じである。
　図１の渦電流探傷プローブは、励磁コイルＥＣ１および検出コイルＤＣ１を具備するプローブと、励磁コイルＥＣ２および検出コイルＤＣ２を具備するプローブとを、２個ディスクＤＳ上に取付けて１個の渦電流探傷プローブを構成している。励磁コイルＥＣ１，ＥＣ２の形状は、パンケーキ状（円形）であり、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の形状は、開口を有する四角形（ロ字状）である。励磁コイルＥＣ１と検出コイルＤＣ１は、両コイルのコイル面が直交するように（コイル軸も直交するように）配置し、励磁コイルＥＣ１内に検出コイルＤＣ１を配置してある。同様に、励磁コイルＥＣ２と検出コイルＤＣ２は、両コイル面が直交するように（コイル軸も直交するように）配置し、励磁コイルＥＣ２内に検出コイルＤＣ２を配置してある。

　また、励磁コイルＥＣ１，ＥＣ２は、両コイルのコイル面がディスクＤＳの平面に対向するように配置し、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２は、コイル軸が平行でコイル面が被検査体Ｔの中心軸Ｌ１方向の同一平面上に並ぶように配置してある。そして、ディスクＤＳは、図１（ｃ）のように、円筒状の被検査体Ｔの直径Ｌ２方向と直交するように設置してある。ディスクＤＳは、その中心軸Ｐ１を中心にモータ（図示せず）によって回転する。
　なお、励磁コイルＥＣ１，ＥＣ２の形状は、パンケーキ状に限らず、楕円形、四角形であってもよい。また、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の形状は、四角形に限らず三角形、楕円形、円形であってもよい。また、励磁コイルＥＣ１，ＥＣ２は、楕円形や長方形の励磁コイル１個で形成し、その１個の励磁コイル内に検出コイルＤＣ１，ＤＣ２を配置してもよい。その場合には、渦電流探傷プローブは、構成が簡単になる。また、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２は、両コイルのコイル軸が交差するように配置してもよい。

　次に、図２により、図１の渦電流探傷プローブの検出コイルの回転位置、リフトオフ及び検出感度の関係について説明する。
　図２（ａ）のＡ～Ｅは、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置（回転角度）を示し、被検査体Ｔの中心軸Ｌ１方向に対する検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のコイル面の角度θが、θ＝０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度のときの回転位置をそれぞれ示す。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ５方向の回転位置Ａ～Ｅにおける側面図とリフトオフＨを示し、図２（ｃ）は、それらの回転位置におけるリフトオフとキズ信号の検出感度の大きさを示す。

　回転位置Ａ～ＥのリフトオフＨと検出感度についてみると、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の底面（検査面側の端面）の中央部と検査面との距離（リフトオフ）は、回転位置Ａ、Ｅで最も小さく回転位置Ｃで最も大きくなり、検出感度は、回転位置Ａ、Ｅで最も高く回転位置Ｃで最も低くなる。回転位置Ｂ、Ｄでのリフトオフと検出感度は、回転位置Ａ、Ｃでのリフトオフと検出感度の中間の大きさになる。即ち、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のコイル面が被検査体Ｔの中心軸Ｌ１方向と平行になるとき、リフトオフは最も小さく検出感度は最も高くなり、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のコイル面が被検査体Ｔの管軸Ｌ１方向と直交するとき、リフトオフは最も大きく検出感度は最も低くなる。

　検出感度は、リフトオフによって変化し、リフトオフは、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置（回転角度）によって変化する。即ち、検出感度の変化は、リフトオフの変化に依存し、リフトオフの変化は、回転位置の変化に依存するから、回転位置の検出は、リフトオフの検出に相当する。したがって、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置を検出することによって、その位置のリフトオフを間接的に検出（推定）することができ、検出感度の変化は、検出した回転位置に応じて調整することができる。また、検出感度の変化は、各回転位置におけるリフトオフを直接計測し、その計測したリフトオフに応じてより精密に調整することができる。
　また、リフトオフは、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２と被検査体Ｔの検査面との距離であるから、被検査体Ｔの曲率によって変わる。
　なお、角度θは、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転角度であり、検出コイルＤＣ１及び励磁コイルＥＣ１を具備するプローブと、検出コイルＤＣ２及び励磁コイルＥＣ２を具備するプローブとからなる一組のプローブの回転角度であり、それらのプローブを取付けたディスクＤＳの回転角度でもある。

　以下に説明するキズ信号の検出感度の試験結果によると、図２（ａ）の回転位置Ａ、Ｅでの検出感度は、回転位置Ｃでの検出感度の２～３倍になることが分かった。
　試験の各種条件は、次の通りである。
　渦電流探傷プローブの励磁コイルとしては、線径０．１６ｍｍ、巻数１８０ターン、内径２．５ｍｍのパンケーキ状のコイルを、検出コイルとしては、線径０．０５ｍｍ、巻数１２０ターン、幅（励磁コイルの直径方向の幅）１．５ｍｍの四角形（ロ字状）のコイルを用いた。２個の検出コイルの間隔（底部中央部の距離）は、８．４ｍｍと１４ｍｍに設定して試験した。被試験体Ｔは、直径７３ｍｍの鋼管に長さ２５ｍｍ、幅０．３ｍｍ、深さ０．５ｍｍのキズを図２（ａ）の回転位置Ａ～Ｄの方向に形成したものを用いた。また、ディスクＤＳを５０００ｒｐｍで回転させ、被試験体Ｔを管軸Ｌ１を中心に３０ｒｐｍで回転させて、被試験体Ｔの表面を周方向に探傷した。

　以上の試験結果から、キズ信号の検出感度は、回転位置Ａ、Ｅ（検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のコイル面が被検査体Ｔの管軸Ｌ１方向と平行になるとき）での検出感度を基準値に設定したとき、回転位置Ｃ（検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のコイル面が被検査体Ｔの管軸Ｌ１方向と直交するとき）での検出感度を２～３倍に調整する。又は、回転位置Ｃでの検出感度を基準値に設定したとき、回転位置Ａ、Ｅでの検出感度を１／２～１／３に調整する。そして、回転位置Ａ、Ｅと回転位置Ｃの間での検出感度は、基準値とその２～３倍の間において又は基準値とその１／２～１／３の間において直線的比率で調整すれば、実用上支障のない程度に検出感度偏差を小さくすることができる。即ち、検出感度が最も大きい回転位置と検出感度が最も小さい回転位置について、一方の回転位置での検出感度を基準値にして両回転位置での検出感度が略同じになるように検出感度を調整するとともに、両回転位置の間での検出感度は、両回転位置での検出感度に基づいて直線的比率で調整すればよい。

　なお、検出コイルの回転位置に対する検出感度の偏差は、被検査体の曲率によって変わるから、検出感度をより精密に調整したい場合は、被検査体の曲率と検出コイルの回転位置に対する検出感度の偏差との関係を表す曲率－検出感度偏差特性を、メモリー等に記憶しておき、探傷開始前に被検査体の曲率に対応する曲率－検出感度偏差特性を選定して検出感度調整部にその曲率－検出感度偏差特性を設定するように構成してもよい。
　上記例では、検出感度の基準値が最大検出感度又は最小検出感度である場合について説明したが、それら以外の検出感度基準値、例えば回転位置Ｂ（θ＝４５度）での検出感度を基準値としてもよい。その場合には、回転位置Ａ（θ＝０度）での検出感度は、低くなるように調整し、回転位置Ｃ（θ＝９０度）での検出感度は、高くなるように調整する。

　図３は、検出コイルの回転位置及びリフトオフを検出する装置の構成を示す。
　図３（ａ－１），（ｂ－１）は、平面図であり、図３（ａ－２），（ｂ－２）は、それぞれ図３（ａ－１），（ｂ－１）のＸ６方向の側面図である。
　まず、図３（ａ－１），（ａ－２）について説明する。
　図３（ａ－１），（ａ－２）は、検出コイルの回転位置（回転角度）を検出する装置例を示す。なお、図３（ａ－１）では、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４を省略している。
　ディスクＤＳには、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２のコイル面の並びの延長に反射鏡Ｍ１を取付けてあり、ディスクＤＳは、中心軸Ｐ１を中心に回転する。ディスクＤＳが回転すると、反射鏡Ｍ１もディスクＤＳとともに回転する。また、ディスクＤＳと別体の取付部材（図示しせず）には、４個の光検出器ＭＤ１～ＭＤ４（ＭＤ４は図示せず）を、反射鏡Ｍ１の軌跡に沿って９０度間隔で配置してある。光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の位置は、図２のθが０度、９０度、１８０度、２７０度の位置にそれぞれ相当する。光検出器ＭＤ１～ＭＤ４は、反射鏡Ｍ１が通過する度に位置信号を発生する。光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の位置信号により、例えば被検査体Ｔの中心軸方向（図２のθ＝０度）の基準位置からの検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置或いは回転角度を検出することができる。
　具体的には、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４には、それぞれ光源及び光検出素子が内蔵されている。光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の下方に反射鏡Ｍ１が位置するとき、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の光源から出射した光は、反射鏡Ｍ１によって反射され、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の光検出素子によって検出される。一方、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の下方に反射鏡Ｍ１が位置しないとき、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の光源から出射した光は、ディスクＤＳの上面に照射される。ディスクＤＳの少なくとも上面を反射率の低い材料から形成しておけば、ディスクＤＳの上面に照射された光の反射光は、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の光検出素子でほとんど検出されなくなる。そして、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の光検出素子の受光量が大きくなったときに、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４が所定の電気信号（位置信号）を発生する構成とすれば、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の下方に反射鏡Ｍ１が位置しているか否かを識別できる。

　反射鏡Ｍ１の取付け位置は、図の位置に限らず、例えば反射鏡Ｍ１と４５度離れたＭ２の位置に取付けてもよい。その場合ディスクＤＳが時計方向へ回転するときは、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４の位置信号を４５度遅延させると、反射鏡Ｍ１に対する位置信号と同じになる。
　図３（ａ－１），（ａ－２）の装置の場合、反射鏡Ｍ１の代わりに発光ダイオード等の光源を用いてもよい。反射鏡Ｍ１の代わりに発光ダイオード等の光源を用いる場合、光検出器ＭＤ１～ＭＤ４は、前述した光源及び光検出素子の内、光源を内蔵する必要がなく、光検出素子のみを内蔵すればよい。
　図３（ａ－１），（ａ－２）の装置の光検出器ＭＤ１～ＭＤ４は、４個に限らず、例えば４５度間隔で配置して個数を多くすることもできる。その場合には、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置をより精密に検出することができる。また、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置をさらに精密に検出したい場合は、ディスクＤＳの回転軸に回転角センサ（ロータリーエンコーダ）を取付けてもよい。
　図３（ａ－１），（ａ－２）の装置は、ディスクＤＳに取付けた反射鏡、光源等が光検出器を通過するときの位置信号を検出するのみで検出コイルの回転位置（回転角度）を検出できるから、装置が簡単になる。

　次に、図３（ｂ－１），（ｂ－２）について説明する。なお、図３（ｂ－１），（ｂ－２）では、励磁コイル、検出コイルの符号は省略してある（図３（ａ－１），（ａ－２）と同じである）。また、図３（ｂ－１）では、レーザ距離計ＬＤ１１～ＬＤ２２を省略している。
　図３（ｂ－１），（ｂ－２）は、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の底面の中央部と被検査体Ｔの検査面との距離（リフトオフ）Ｈを直接計測する装置例を示す。
　ディスクＤＳには、検出コイルＤＣ１のコイル軸方向に沿った励磁コイルＥＣ１の両外側にそれぞれ透光部（透過孔）ＬＨ１１，ＬＨ１２を形成し、検出コイルＤＣ２のコイル軸方向に沿った励磁コイルＥＣ２の両外側に透光部ＬＨ２１，ＬＨ２２を形成してある。ディスクＤＳは、中心軸Ｐ１を中心に回転する。透光部ＬＨ１１，ＬＨ１２には、レーザ距離計ＬＤ１１，ＬＤ１２（ＬＤ１２のみ図示）がそれぞれ対向し、透光部ＬＨ２１，ＬＨ２２には、レーザ距離計ＬＤ２１，ＬＤ２２（ＬＤ２２のみ図示）がそれぞれ対向している。４個のレーザ距離計ＬＤ１１～ＬＤ２２は、透光部ＬＨ１１～ＬＨ２２に対向した状態でディスクＤＳとともに回転する。

　レーザ距離計ＬＤ１１～ＬＤ２２は、透光部ＬＨ１１～ＬＨ２２を介して被検査体Ｔの検査面へ光を投光してその検査面からの反射光を受光して、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置（回転角度）におけるリフトオフを計測する。検出コイルＤＣ１のリフトオフは、レーザ距離計ＬＤ１１，ＬＤ１２によって計測したリフトオフを平均して求め、検出コイルＤＣ２のリフトオフは、レーザ距離計ＬＤ２１，ＬＤ２２によって計測したリフトオフを平均して求める。

　図３（ｂ－１），（ｂ－２）の装置は、検出コイルの各回転位置におけるリフトオフを直接計測するから、各回転位置における検出感度を精密に調整することができる。なお、リフトオフは、本実施形態で述べたレーザ距離計の他、渦電流式変位計を用いて計測することも可能である。また、励磁コイルＥＣ１，ＥＣ２のインピーダンスの変化に基づいてリフトオフを計測することもできる。

　図４は、図１の渦電流探傷プローブを用いて円筒状の被検査体を探傷する場合の渦電流探傷プローブの移動と被検査体の回転を説明する図である。
　図４（ａ）は、ディスクＤＳを中心軸Ｐ１を中心に矢印方向（時計方向）へ回転しながら、渦電流探傷プローブをＹ１方向へ移動して探傷する例である。図４（ｂ）は、ディスクＤＳを時計方向へ回転させながら、渦電流探傷プローブをＹ１方向へ移動させ、被検査体Ｔをその中心軸を中心にＹ２方向へ回転させて探傷する例である。図４（ｂ）の場合、被検査体Ｔを回転させる代わりに渦電流探傷プローブを被検査体Ｔの周方向に回転させてもよい。

　図５は、図１の渦電流探傷プローブを用いた渦電流探傷装置の構成を示す。
　図５（ａ）は、被検査体Ｔに設置した渦電流探傷プローブの平面図（図５（ｂ）のＸ７－Ｘ７矢視平面図（一部断面図））と渦電流探傷装置のブロック図を示し、図５（ｂ）は、渦電流探傷プローブの側面図を示す。
　ディスクＤＳには、直列接続した励磁コイルＥＣ１，ＥＣ２と、直列接続した検出コイルＤＣ１，ＤＣ２と、反射鏡Ｍ１とを取付けており、ディスクＤＳは、回転軸２１に取付けている。回転軸２１は、モータ２３によって回転する。光検出器ＭＤ１，ＭＤ２，ＭＤ３，ＭＤ４は、取付部材２２に取付けられており、９０度間隔で配置している。光検出器の配置間隔は、９０度に限らず、４５度或いはさらに小さい角度に設定すれば回転位置をより精密に検出できる。

　励磁コイルＥＣ１，ＥＣ２は、励磁電源部１１から供給される励磁電流によって被検査体Ｔの検査面に渦電流を発生する。被検査体Ｔの検査面にキズがあると、渦電流に乱れが生じ、その渦電流の乱れによって検出コイルＤＣ１，ＤＣ２に電圧が誘起する。検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の誘起電圧は、キズ信号発生部１２へ供給される。キズ信号発生部１２は、その誘起電圧に基づいてキズ信号を発生して振幅調整部（利得調整部）１３へ供給する。

　光検出器ＭＤ１，ＭＤ２，ＭＤ３，ＭＤ４は、ディスクＤＳの反射鏡Ｍ１が通過する度に位置信号を発生して回転位置検出部（回転角度検出部）１４へ供給する。回転位置検出部１４は、位置信号に基づいて検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置（回転角度）を検出する。検出感度調整部１５は、検出感度基準値（例えば最高検出感度）に対応する回転位置（例えば図２のθ＝０度）と回転位置検出部１４が検出した回転位置とに基づいて検出感度の調整量を求め、その検出感度調整量に相当する検出感度調整信号を発生する。振幅調整部１３は、検出感度調整信号によってキズ信号の振幅を調整する。振幅調整部１３のキズ信号の振幅は、検出コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置に関係なく略一定になる。
　具体的には、回転位置検出部１４は、例えば光検出器ＭＤ１から位置信号が供給された時刻からの経過時間をカウントする。そして、このカウントした経過時間に予め入力されたディスクＤＳの回転速度設定値を乗算することにより、反射鏡Ｍ１が光検出器ＭＤ１に対向した回転位置（即ち、光検出器ＭＤ１から位置信号が供給された時刻での回転位置）を起算点とする回転位置の変化量を算出する。次に、回転検出部１４は、光検出器ＭＤ２から位置信号が供給されると同時に前記カウントした経過時間をゼロクリアし、光検出器ＭＤ２から位置信号が供給された時刻からの経過時間を新たにカウントする。そして、このカウントした経過時間にディスクＤＳの回転速度設定値を乗算することにより、反射鏡Ｍ１が光検出器ＭＤ２に対向した回転位置（即ち、光検出器ＭＤ２から位置信号が供給された時刻での回転位置）を起算点とする回転位置の変化量を算出する。以下、回転位置検出部１４は、同様の手順を繰り返すことにより、コイルＤＣ１，ＤＣ２の回転位置（例えば図２のθ＝０度を基準位置とした回転位置）を検出する。
　振幅調整部１３のキズ信号は、キズ信号表示記憶部１６に表示される。また必要に応じてキズ信号をメモリー等に記憶して保存する。

　なお、検出コイルの回転位置に対する検出感度の偏差は、被検査体の曲率によって変わるから、被検査体の曲率と検出コイルの回転位置における検出感度偏差との関係を表す曲率－検出感度偏差特性を、曲率－検出感度記憶部１７のメモリー等に記憶しておき、探傷開始前に被検査体の曲率に対応する曲率－検出感度偏差特性を選定して検出感度調整部１５に設定するように構成してもよい。その場合、被検査体の曲率を曲率－検出感度記憶部１７に入力すると、自動的に曲率－検出感度偏差特性が選定されるように構成することもできる。
　図５の渦電流探傷装置は、反射鏡と光検出器に代えて検出コイルの各回転位置におけるリフトオフを直接計測する装置（例えば図３（ｂ－１），（ｂ－２））を用いることもできる。その場合は、計測したリフトオフを回転位置検出部１４に取込むように構成すればよい。

　本実施形態では、被検査体の形状が円筒状のものについて説明したが、円筒状体に限らず、楕円筒状体、円柱状体、楕円柱状体など、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面との距離（リフトオフ）が変わる被検査体であってもよい。

Claims (6)

1. 　励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した渦電流探傷プローブを回転して、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷方法において、検出コイルの回転位置に応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整することを特徴とする渦電流探傷方法。
2. 　励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した渦電流探傷プローブを回転して、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷方法において、検出コイルの回転位置におけるリフトオフに応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整することを特徴とする渦電流探傷方法。
3. 　請求項１又は請求項２に記載の渦電流探傷方法において、前記被検査体は、円筒体又は円柱体であることを特徴とする渦電流探傷方法。
4. 　励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した回転可能な渦電流探傷プローブを備え、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷装置において、
   　検出コイルの回転位置を検出する回転位置検出部と、該回転位置検出部によって検出した回転位置に応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整する検出感度調整部とを備えていることを特徴とする渦電流探傷装置。
5. 　励磁コイル内に検出コイルを両コイルのコイル面が直交するように配置した回転可能な渦電流探傷プローブを備え、検出コイルの回転位置により検出コイルと検査面のリフトオフが変化する被検査体を探傷する渦電流探傷装置において、
   　検出コイルの回転位置におけるリフトオフを検出するリフトオフ検出部と、該リフトオフ検出部によって検出したリフトに応じてキズ信号の検出感度を検出感度基準値に調整する検出感度調整部とを備えていることを特徴とする渦電流探傷装置。
6. 　請求項４又は請求項５に記載の渦電流探傷装置において、前記被検査体は、円筒体又は円柱体であることを特徴とする渦電流探傷装置。

Images