JPH0125019B2 - - Google Patents

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JPH0125019B2
JPH0125019B2 JP56118540A JP11854081A JPH0125019B2 JP H0125019 B2 JPH0125019 B2 JP H0125019B2 JP 56118540 A JP56118540 A JP 56118540A JP 11854081 A JP11854081 A JP 11854081A JP H0125019 B2 JPH0125019 B2 JP H0125019B2
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JP
Japan
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primary coil
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flaw detection
signal
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JP56118540A
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English (en)
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JPS5821159A (ja
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Nobutada Sugaya
Seigo Ando
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Priority to JP56118540A priority Critical patent/JPS5821159A/ja
Publication of JPS5821159A publication Critical patent/JPS5821159A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9046Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、渦流探傷法、特に、大面積の被検
査材の探傷を容易に行うことができる渦流探傷法
に関するものである。
従来から行われている渦流探傷法としては、磁
紛探傷法や渦電流を利用した渦流探傷法がある。
図面を参照しながら、従来の渦流探傷法につい
て説明する。
第1図は、従来の渦流探傷法の基本構成図であ
る。
第1図において、1は、被検査材、2は、発振
器、3は、被検査材1に接近して配置した1対の
探傷コイルC1,C2を有する交流ブリツジ、4は、
交流ブリツジ3の出力を増巾、検波および信号処
理する回路を備えた電子回路、そして、5は記録
計を示す。
1対の探傷コイルC1,C2を含む交流ブリツジ
3に、発振器2から交流電圧を印加すると、1対
の探傷コイルC1,C2による交流磁界が発生し、
磁束が被検査材1と交差する。これによつて被検
査材1には渦電流が発生する。今、1対の探傷コ
イルC1,C2を第1図中A方向に移動させて、コ
イルC1,C2が疵6上に来たとすると、前記渦電
流の大きさが変化し、この反作用として1対の探
傷コイルC1,C2のインピーダンスが時系列的に
変化する。この結果、交流ブリツジ3が不平衡と
なり、疵6による疵信号が交流ブリツジ3の出力
端子から得られる。この信号は、電子回路4によ
つて、増巾、検波および信号処理され、この結果
が記録計5に記録され、疵6の検出が行える。
しかし、上述した従来の渦流探傷法は、次のよ
うな種々の問題を有する。
(1) 被検査材1が大面積のものである場合には、
1対の探傷コイルC1,C2を高速度で走査しな
ければならず、この走査は極めて困難である。
(2) 1対の探傷コイルC1,C2の形状および配置
方法によつては探傷できない疵がある。この問
題を解決する方法として回転プローブ型渦流法
がある。この方法は、1対の探傷コイルC1
C2を高速度で円回転させることによつて、1
対の探傷コイルC1,C2により発生する磁界を
360゜に拡散して疵の方向性(横疵、縦疵)によ
る検出感度差を小さくする方法であるが、1対
の探傷コイルC1,C2を回転させる必要がある
ので、信号の伝達に回転トランスやスリツプリ
ングを使用する必要があり、耐久性に乏しくノ
イズ発生等の問題がある。
(3) 被検査材1の表面性状が悪いとS/N比が悪
く、所期の性能を得ることができず、しかも、
表層下に存在する疵の検出は行えない。
この発明は、上述した(1)から(3)の問題点を解決
するためになされたものであつて、 円筒型をなす1次コイルと、前記1次コイルに
設けられた複数個の2次コイルとからなる探傷ヘ
ツドを、被検査材に接近させて配置し、前記1次
コイルに交流電圧を印加して交流磁界を形成し、
前記交流磁界によつて被検査材に生じた渦電流に
より前記2次コイルに誘起された信号を時系列的
に抽出し、前記抽出した信号を同期検波すること
によつて、被検査材に存在する欠陥を検出するこ
とに特徴を有する。
この発明の方法を図面を参照しながら説明す
る。
第2図は、この発明の方法の基本構成図であ
る。
第2図において、7は、発振器、8は、電力増
巾器、9は、移相器、10は、マルチプレクサ、
11は、信号増巾器、12は、同期検波器、13
は、分周器、14は、サンプリングパルス発生
器、そして、15は、第3図に示されるように、
円筒型をなす1個の1次コイル16と、マルチプ
レクサ10に各々接続され、1次コイル16の内
周にそつて配置された複数個(n個)の2次コイ
ル17とから構成される探傷ヘツドを示す。探傷
ヘツド15において、2次コイル17は、筒状の
芯材にコイルを巻回したプローブ型コイルからな
り、円筒型の1次コイル16の内側に、1次コイ
ル16の周方向に沿つて軸線を1次コイル16の
軸線と平行にしてそれぞれ配設されている。1次
コイル16と2次コイル17とは、1次コイル1
6の交流磁界によつて被検査材1に発生する渦電
流が、疵によつて変化することを2次コイル17
によつて検知できる程度に接近している。18
は、アナログ遅延回路、19は、差動増巾器であ
る。アナログ遅延回路18は、同期検波器12に
より得られた出力電圧を、各2次コイル17に誘
起される電圧のサンプリング周期Tだけ遅延させ
る作用をする。
被検査材1に接近させて配置した探傷ヘツド1
5の1次コイル16に、発振器7から固定発振周
波数の交流電圧を電力増巾器8を介して印加する
と、1次コイル16による交流磁界が発生し、磁
束が被検査材1と交差する。これによつて、被検
査材1に渦電流が発生し、被検査材1に疵が存在
すると前記渦電流の値が変化する。渦電流の値に
対応して反磁界が発生し、このため疵に近接して
いる2次コイル17には、疵に対応した電圧が誘
起される。発振器7からの出力電圧の周波数は、
分周器13によつて所定の周波数に分周され、こ
の分周された周波数の出力電圧に基き、サンプリ
ングパルス発生器14によつて、サンプリングパ
ルスが作られ、このサンプリングパルスに基き、
マルチプレクサ10に入力された2次コイル17
の出力電圧が時系列的にマルチプレクサ10から
出力される。(第4図参照)。マルチプレクサ10
からの出力電圧は、信号増巾器11によつて所定
の大きさに増巾された後、同期検波器12に印加
されて直流電圧に変換される。同期検波器12か
らの出力電圧がアナログ遅延回路18と差動増巾
器19とに加えられ、疵がない場合には、差動増
巾器19に加えられる前記2つの電圧は等しいの
で、差動増巾器19から電圧は出力されない。こ
れに対して、疵が存在する場合、差動増巾器19
には、同期検波器12からの、疵による誘起電圧
に対応した電圧と、アナログ遅延回路18から
の、1周期前の疵が存在しない場合の電圧とが加
えられるので、結局、差動増巾器19からは、疵
による電圧のみが出力される。従つて、被検査材
の表面性状にかかわらず、確実に疵の検出を行う
ことができる。
以上の説明から明らかなように、この発明の探
傷法によれば、探傷ヘツドの複数個の2次コイル
に誘起される電圧をサンプリングパルスによつて
時系列的にマルチプレクサから出力させる場合、
各2次コイルに誘起される電圧のサンプリング周
期をTとすると、プローブコイル型渦流探傷法に
おいて、周期Tでプローブコイルを回転させた場
合と同じ探傷面積を得ることができる。また、探
傷ヘツドの1次コイルを円筒型としたので、被検
査材に生じる渦電流も円電流となり、このため、
疵の方向(横疵、縦疵)に無関係に同じ検出感度
を得ることができる。しかも、上述したように、
被検査材の表面性状が悪くても、即ち、被検査材
の表面にゆがみ等が生じていても、確実に疵の検
出が行なえる。
この発明の更に別の実施例について第5図を参
照しながら説明する。
被検査材中に発生する渦電流の浸透深さは、被
検査材の電気的特性、磁気的特性および探傷周波
数によつて決定され、探傷周波数、すなわち、1
次コイルに流す電流の周波数を低くするほど浸透
深さが深くなる。
この実施例は、上述した特性を応用して、探傷
ヘツド中の1次コイルに周波数の異る2種類の交
流電流を供給し、被検査材の表層下に存在する欠
陥を探傷する方法である。
第5図において、8,10,11,13,1
4,15は、第2図に示したものと同様のもので
ある。20は、高周波発振器、21は、低周波発
振器、22は、発振器20と21からの交流電圧
を加算するための加算器、23は、高周波用バン
ドパスフイルタ、24は、低周波用バンドパスフ
イルタ、25は、高周波用同期検波器、26は、
低周波用同期検波器、27は、高周波用移相器、
28は、低周波用移相器、そして、29は、高周
波用同期検波器25と低周波用同期検波器26か
らの出力電圧の差分をとる差動増巾器である。
1対の高周波および低周波発振器20および2
1からの交流電圧は加算器22によつて加算さ
れ、電力増巾器8によつて所定の大きさに増巾さ
れた後、探傷ヘツド15の1次コイル16に加え
られる。これにより、1次コイル16からは高周
波と低周波の交流磁界が生じ、被検査材には高周
波と低周波の渦電流が発生する。この渦電流によ
つて2次コイル17に誘起された高周波と低周波
成分を有する電圧は、前述した場合と同様にマル
チプレクサ10によつて時系列的に抽出された
後、信号増巾器11で所定の大きさに増巾され
る。この増巾された信号は、1対の高周波用およ
び低周波用バンドパスフイルタ23および24に
よつて、高周波および低周波の2種類の周波数の
信号に弁別される。この後、これらの信号は、1
対の高周波用および低周波用同期検波器27およ
び28によつて夫々直流電圧に変換される。これ
らの直流電圧は、夫々差動増巾器29に加えら
れ、両者の差分がとられる。この差分が被検査材
の表面下に存在する欠陥を示す信号となり、内部
欠陥の検出が行える。
以上説明したように、この発明によれば、大面
積の被検査材の表面および内部に存在する欠陥
を、欠陥の方向に無関係に高感度で検出すること
ができ、しかも、探傷コイルを機械的に円回転さ
せる必要もないので、故障の発生もきわめて少な
い等種々の有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の渦流探傷法の基本構成図、第
2図は、この発明の実施例の基本構成図、第3図
は、この発明に使用される探傷ヘツドの説明図、
第4図は、マルチプレクサからの各2次コイルの
出力信号を示す図、第5図は、この発明の他の実
施例の基本構成図である。図面において、 1……被検査材、2……発振器、3……交流ブ
リツジ、4……電子回路、5……記録計、6……
疵、7……発振器、8……電力増巾器、9……移
相器、10……マルチプレクサ、11……信号増
巾器、12……同期検波器、13……分周器、1
4……サンプリングパルス発生器、15……探傷
ヘツド、16……1次コイル、17……2次コイ
ル、18……アナログ遅延回路、19……差動増
巾器、20……高周波発振器、21……低周波発
振器、22……加算器、23……高周波用バンド
パスフイルタ、24……低周波用バンドパスフイ
ルタ、25……高周波用同期検波器、26……低
周波用同期検波器、27……高周波用移相器、2
8……低周波用移相器、29……差動増巾器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円筒型をなす1次コイルと、前記1次コイル
    の近傍に前記1次コイル沿つて配設された、軸線
    が前記1次コイルの軸線と平行な複数個のプロー
    ブ型2次コイルとからなる探傷ヘツドを、被検査
    材に接近させて配置し、前記1次コイルに交流電
    圧を印加して交流磁界を形成し、前記交流磁界に
    よつて被検査材に生じた渦電流により前記2次コ
    イルに誘起された信号を時系列的に抽出し、前記
    抽出した信号を同期検波し、前記検波した信号を
    一定時間遅延させ、前記遅延させた信号と、前記
    検波した信号との差分を取ることによつて、被検
    査材表面に存在する欠陥を検出することを特徴と
    する渦流探傷法。 2 円筒型をなす1次コイルと、前記1次コイル
    の近傍に前記1次コイルに沿つて配設された、軸
    線が前記1次コイルの軸線と平行な複数個のプロ
    ーブ型2次コイルとからなる探傷ヘツドを、被検
    査材に接近させて配置し、前記1次コイルに高周
    波の交流電圧と低周波の交流電圧とを印加して高
    周波と低周波の交流磁界を形成し、前記交流磁界
    によつて被検査材に生じた高周波と低周波の渦電
    流により前記2次コイルに誘起された高周波と低
    周波の成分を有する信号を時系列的に抽出し、前
    記抽出した信号を高周波と低周波との信号に弁別
    し、これらの信号を同期検波し、同期検波した高
    周波成分を有する電圧と低周波成分を有する電圧
    との差分をとることによつて、被検査材内部に存
    在する欠陥を検出することを特徴とする渦流探傷
    法。
JP56118540A 1981-07-30 1981-07-30 渦流探傷法 Granted JPS5821159A (ja)

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JPS5821159A JPS5821159A (ja) 1983-02-07
JPH0125019B2 true JPH0125019B2 (ja) 1989-05-16

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