JPH03267754A - 渦流探傷方法及びその装置 - Google Patents
渦流探傷方法及びその装置Info
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- JPH03267754A JPH03267754A JP2067927A JP6792790A JPH03267754A JP H03267754 A JPH03267754 A JP H03267754A JP 2067927 A JP2067927 A JP 2067927A JP 6792790 A JP6792790 A JP 6792790A JP H03267754 A JPH03267754 A JP H03267754A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating 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
- G01N27/904—Investigating 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 with two or more sensors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、導電性の被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷を
非破壊で検知する渦流探傷方法及びその装置に関する。
非破壊で検知する渦流探傷方法及びその装置に関する。
従来、フェライトコアに一次及び二次コイルを巻回した
センサを導電性の被検査体の表面に接触状態で移動させ
るとともに、一次コイルに矩形波電流を供給して、被検
査体表面の微小領域に渦電流を発生させ、該渦電流によ
り誘起される誘導磁場を二次コイルで検出し、該二次コ
イルで検出されたパルス波形電圧のパルス幅を測定して
被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質を検出する渦流
探傷装置は提供されている。この検出原理は、被検査体
の表面に誘起される渦電流の減衰時間、即ちパルス幅が
該被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質で異なること
を利用したものである。
センサを導電性の被検査体の表面に接触状態で移動させ
るとともに、一次コイルに矩形波電流を供給して、被検
査体表面の微小領域に渦電流を発生させ、該渦電流によ
り誘起される誘導磁場を二次コイルで検出し、該二次コ
イルで検出されたパルス波形電圧のパルス幅を測定して
被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質を検出する渦流
探傷装置は提供されている。この検出原理は、被検査体
の表面に誘起される渦電流の減衰時間、即ちパルス幅が
該被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷や材質で異なること
を利用したものである。
ところで、二次コイルで検出されるパルス波形電圧の波
高値及びパルス幅は、被検査体とセンサとの距離の変動
（リフトオフ）によって太き（変化し、この影響によっ
て微小亀裂、欠陥等の傷や材質による検出信号が識別で
きなくなり、傷等の検出の信頼性に問題があった。
高値及びパルス幅は、被検査体とセンサとの距離の変動
（リフトオフ）によって太き（変化し、この影響によっ
て微小亀裂、欠陥等の傷や材質による検出信号が識別で
きなくなり、傷等の検出の信頼性に問題があった。
そこで、前述のリフトオフの影響を少なくすることが、
この種の渦流探傷方法及びその装置の重要な課題で様々
な工夫が施されている。例えば、本出願人による特開平
１−３１６６５５号公報にて開示される如く、二次コイ
ルの出力信号からセンサと被検査体との距離の変化によ
り生じる信号の変化に応じた正負の駆動電流を発生し、
該駆動電流にてセンサの一端に連結した永久磁石の周囲
に配した駆動コイルを作動させて、センサと被検査体と
の距離を一定に保つようにした装置が提供されている。
この種の渦流探傷方法及びその装置の重要な課題で様々
な工夫が施されている。例えば、本出願人による特開平
１−３１６６５５号公報にて開示される如く、二次コイ
ルの出力信号からセンサと被検査体との距離の変化によ
り生じる信号の変化に応じた正負の駆動電流を発生し、
該駆動電流にてセンサの一端に連結した永久磁石の周囲
に配した駆動コイルを作動させて、センサと被検査体と
の距離を一定に保つようにした装置が提供されている。
しかし、前述の駆動電流は常時供給しなければならず、
また電流量も多く必要とするため、消費電力が多いとと
もに、携帯用には不向きで、更に応答性に問題があった
。
また電流量も多く必要とするため、消費電力が多いとと
もに、携帯用には不向きで、更に応答性に問題があった
。
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは
、一次及び二次コイルを含むセンサを機械的に変動させ
ることなく、また従来の渦電流の減衰特性を利用した検
出原理をそのまま利用し、二次コイルに発生するパルス
波形電圧の信号を解析するだけで、センサと被検査体と
の距離の変動（リフトオフ）による影響を相殺して、真
に被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷のみを検出できるよ
うになした渦流探傷方法及びその装置を提供する点にあ
る。
、一次及び二次コイルを含むセンサを機械的に変動させ
ることなく、また従来の渦電流の減衰特性を利用した検
出原理をそのまま利用し、二次コイルに発生するパルス
波形電圧の信号を解析するだけで、センサと被検査体と
の距離の変動（リフトオフ）による影響を相殺して、真
に被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷のみを検出できるよ
うになした渦流探傷方法及びその装置を提供する点にあ
る。
〔課題を解決するための手段］
本発明は、前述の課題解決の為に、フェライトコアに一
次及び二次コイルを巻回し、一次コイルに矩形波電流を
供給した際に二次コイルに生しるパルス波形電圧のパル
ス幅を電圧の異なる二ケ所において測定し、両パルス幅
を用いてフェライトコアと導電性の被検査体との距離の
変動による影響を相殺し、真に被検査体の微小亀裂、欠
陥等の傷のみを検出してなる渦流探傷方法を確立した。
次及び二次コイルを巻回し、一次コイルに矩形波電流を
供給した際に二次コイルに生しるパルス波形電圧のパル
ス幅を電圧の異なる二ケ所において測定し、両パルス幅
を用いてフェライトコアと導電性の被検査体との距離の
変動による影響を相殺し、真に被検査体の微小亀裂、欠
陥等の傷のみを検出してなる渦流探傷方法を確立した。
また、前記二次コイルのパルス波形電圧のパルス幅を測
定する閾値電圧を、フェライトコアの先端と被検査体と
の距離の変動に影響され且つ被検査体の微小亀裂、欠陥
等の傷に影響されない電圧と、フェライトコアの先端と
被検査体との距離の変動に影響され且つ被検査体の微小
亀裂、欠陥等の傷に影響される電圧に設定し、両パルス
幅の差に比例する信号を得るのである。
定する閾値電圧を、フェライトコアの先端と被検査体と
の距離の変動に影響され且つ被検査体の微小亀裂、欠陥
等の傷に影響されない電圧と、フェライトコアの先端と
被検査体との距離の変動に影響され且つ被検査体の微小
亀裂、欠陥等の傷に影響される電圧に設定し、両パルス
幅の差に比例する信号を得るのである。
そして、具体的には、フェライトコアに一次及び二次コ
イルを巻回してなるセンサと、前記一次コイルに矩形波
電流を供給するパルス電流発生回路と、前記二次コイル
に生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス幅
が前記センサの先端と導電性の被検査体との距離の変動
により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷によ
り変化しない電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パル
ス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩形
波電圧を出力する第１コンパレータと、前記二次コイル
に生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス幅
が前記センサの先端と被検査体との距離の変動により広
狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷により広狭す
る電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パルス波形電圧
のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩形波電圧を出
力する第２コンパレータと、前記第１コンパレータと第
２コンパレータの出力をそれぞれ平滑化し、それぞれの
矩形波電圧のパルス幅に比例する直流電圧に変換する二
つの平滑回路と、前記両平滑回路の出力電圧の差を取り
、前記センサの先端と被検査体との距離による変化を排
除し、直流電圧信号を出力してなる相殺回路とよりなる
渦流探傷装置を構成した。
イルを巻回してなるセンサと、前記一次コイルに矩形波
電流を供給するパルス電流発生回路と、前記二次コイル
に生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス幅
が前記センサの先端と導電性の被検査体との距離の変動
により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷によ
り変化しない電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パル
ス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩形
波電圧を出力する第１コンパレータと、前記二次コイル
に生じるパルス波形電圧における閾値電圧を、パルス幅
が前記センサの先端と被検査体との距離の変動により広
狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷により広狭す
る電圧値に設定し、該閾値電圧での前記パルス波形電圧
のパルス幅と一致するパルス幅を有する矩形波電圧を出
力する第２コンパレータと、前記第１コンパレータと第
２コンパレータの出力をそれぞれ平滑化し、それぞれの
矩形波電圧のパルス幅に比例する直流電圧に変換する二
つの平滑回路と、前記両平滑回路の出力電圧の差を取り
、前記センサの先端と被検査体との距離による変化を排
除し、直流電圧信号を出力してなる相殺回路とよりなる
渦流探傷装置を構成した。
また、前記装置の平滑回路と相殺回路に代えて、両コン
パレータからの出力電圧のパルス幅の差に一致するパル
ス幅の矩形波電圧を出力するパルス発生回路と、前記パ
ルス発生回路の出力電圧のパルス幅に比例する直流電圧
信号若しくはデジタル信号を出力してなる信号変換回路
とを用いて渦流探傷装置を構成した。
パレータからの出力電圧のパルス幅の差に一致するパル
ス幅の矩形波電圧を出力するパルス発生回路と、前記パ
ルス発生回路の出力電圧のパルス幅に比例する直流電圧
信号若しくはデジタル信号を出力してなる信号変換回路
とを用いて渦流探傷装置を構成した。
以上の如き内容からなる本発明の渦流探傷方法及びその
装置は、一次コイルに供給した矩形波電流により二次コ
イルに発生するパルス波形電圧のパルス幅が、該コイル
の一端を導電性の被検査体に接近させるとき全体的に広
く又は狭くなる変化を生じ、また該コイルを被検査体表
面に沿って移動し、微小亀裂、欠陥等の傷の上を通過す
る際にはそのパルス幅がテール部のみ部分的に変化する
ことを利用し、コイルと被検査体との距離の変動（リフ
トオフ）によるパルス幅の変化を相殺し、真に微小亀裂
、欠陥等の傷によるパルス幅の変化のみを信号として検
出するものである。
装置は、一次コイルに供給した矩形波電流により二次コ
イルに発生するパルス波形電圧のパルス幅が、該コイル
の一端を導電性の被検査体に接近させるとき全体的に広
く又は狭くなる変化を生じ、また該コイルを被検査体表
面に沿って移動し、微小亀裂、欠陥等の傷の上を通過す
る際にはそのパルス幅がテール部のみ部分的に変化する
ことを利用し、コイルと被検査体との距離の変動（リフ
トオフ）によるパルス幅の変化を相殺し、真に微小亀裂
、欠陥等の傷によるパルス幅の変化のみを信号として検
出するものである。
即ち、二次コイルに生じるパルス波形電圧のパルス幅を
、リフトオフに影響され且つ傷に影響されない部分と、
リフトオフと傷に共に影響される部分の二ケ所で測定し
、両パルス幅からリフトオフの影響を相殺し、真に傷に
よる信号のみを取り出してその存在を検知するものであ
る。
、リフトオフに影響され且つ傷に影響されない部分と、
リフトオフと傷に共に影響される部分の二ケ所で測定し
、両パルス幅からリフトオフの影響を相殺し、真に傷に
よる信号のみを取り出してその存在を検知するものであ
る。
次に添付図面に示した実施例に基づき更に本発明の詳細
な説明する。
な説明する。
第１図はセンサ１を被検査体２の表面上を移動させて微
小亀裂、欠陥等の傷３を検知する状態を示したものであ
る。
小亀裂、欠陥等の傷３を検知する状態を示したものであ
る。
センサ１は、フェライトコア４に励磁用の一次コイル５
と検出用の二次コイル６を巻回したものである。尚、フ
ェライトコア４は、磁束を集中させる同様の効果を有す
るものに代用できる。また、一次コイル５と二次コイル
６は同一回転方向に巻回してもよしル、逆回転方向に巻
回してもよく、二次コイル６の出力電圧の極性を後の信
号処理に応して設定するものとする。
と検出用の二次コイル６を巻回したものである。尚、フ
ェライトコア４は、磁束を集中させる同様の効果を有す
るものに代用できる。また、一次コイル５と二次コイル
６は同一回転方向に巻回してもよしル、逆回転方向に巻
回してもよく、二次コイル６の出力電圧の極性を後の信
号処理に応して設定するものとする。
本発明の渦流探傷装置は、第２図に示す如（前記センサ
１と、該センサ１の一次コイル５に矩形波電流Ｉ、を供
給するパルス電流発生回路７と、二次コイル６に生じる
パルス波形電圧Ｖ２の閾値電圧Ｖ＾でのパルス幅と一致
する）禮ルス幅を有する矩形波電圧ＶＣＡを出力する第
一コンノぐレータ８及び二次コイル６に生じるパルス波
形電圧■２の閾値電圧■８でのパルス幅と一致するパル
ス幅を有する矩形波電圧■。日を出力する第二コンパレ
ータ９と、前記第一コンパレータ８と第二コンパレータ
９の出力をそれぞれ平滑化する平滑回路１０及び１１と
、前記平滑回路１０．１１の出力電圧からセンサ１の先
端と被検査体２との距離による変化（リフトオフ）を排
除する相殺回路１２とより構成される。また、前記相殺
回路１２の出力を適宜レベルまで増幅する増幅回路１３
を後段に接続し、所望の電圧信号Ｖ。を得るようにして
いる。
１と、該センサ１の一次コイル５に矩形波電流Ｉ、を供
給するパルス電流発生回路７と、二次コイル６に生じる
パルス波形電圧Ｖ２の閾値電圧Ｖ＾でのパルス幅と一致
する）禮ルス幅を有する矩形波電圧ＶＣＡを出力する第
一コンノぐレータ８及び二次コイル６に生じるパルス波
形電圧■２の閾値電圧■８でのパルス幅と一致するパル
ス幅を有する矩形波電圧■。日を出力する第二コンパレ
ータ９と、前記第一コンパレータ８と第二コンパレータ
９の出力をそれぞれ平滑化する平滑回路１０及び１１と
、前記平滑回路１０．１１の出力電圧からセンサ１の先
端と被検査体２との距離による変化（リフトオフ）を排
除する相殺回路１２とより構成される。また、前記相殺
回路１２の出力を適宜レベルまで増幅する増幅回路１３
を後段に接続し、所望の電圧信号Ｖ。を得るようにして
いる。
前記パルス電流発生回路７は、第３図に示す如く矩形波
電流１１を発生するもので、本実施例では該矩形波電流
Ｉ、の周波数は約１ｋＨｚ、パルス幅約０．２ｆｆｉに
設定し、一次コイル５に供給して被検査体２の表面に略
垂直方向に変動磁界を与えるのである。そして、前記二
次コイル６には、前記矩形波電流１ｉの立上り及び立下
り時に半値幅が約１０ハのパルス幅のパルス波形電圧■
２が得られる。
電流１１を発生するもので、本実施例では該矩形波電流
Ｉ、の周波数は約１ｋＨｚ、パルス幅約０．２ｆｆｉに
設定し、一次コイル５に供給して被検査体２の表面に略
垂直方向に変動磁界を与えるのである。そして、前記二
次コイル６には、前記矩形波電流１ｉの立上り及び立下
り時に半値幅が約１０ハのパルス幅のパルス波形電圧■
２が得られる。
前記第一コンパレータ８及び第二コンパレータ９は、前
記パルス波形電圧ｖ２の異なる電圧に閾値が設定され、
第３図に示す如くそれぞれ閾値電圧ＶＡ 及び■８での
パルス幅に一致するパルス幅を有する矩形波電圧ＶＣＡ
とＶＣＳを発生させるのである。即ち、第一コンパレー
タ８は、高速演算増幅器１４（○Ｐアンプ）の正端子に
前記二次コイル６のパルス波形電圧Ｖ２が入力され、負
端子には正電圧＋Ｖに電圧付勢された可変抵抗Ｒｓで分
圧設定して閾値電圧■８が印加されたものである。
記パルス波形電圧ｖ２の異なる電圧に閾値が設定され、
第３図に示す如くそれぞれ閾値電圧ＶＡ 及び■８での
パルス幅に一致するパルス幅を有する矩形波電圧ＶＣＡ
とＶＣＳを発生させるのである。即ち、第一コンパレー
タ８は、高速演算増幅器１４（○Ｐアンプ）の正端子に
前記二次コイル６のパルス波形電圧Ｖ２が入力され、負
端子には正電圧＋Ｖに電圧付勢された可変抵抗Ｒｓで分
圧設定して閾値電圧■８が印加されたものである。
また、第二コンパレータ９は、第一コンパレータ８と同
一構成であるが、可変抵抗Ｒ５にて閾値電圧ＶＢを印加
している。前記矩形波電圧ＶＣ＾とＶ、Ｂは波高値が同
じでパルス幅のみが異なる一定周期のパルス電圧である
。
一構成であるが、可変抵抗Ｒ５にて閾値電圧ＶＢを印加
している。前記矩形波電圧ＶＣ＾とＶ、Ｂは波高値が同
じでパルス幅のみが異なる一定周期のパルス電圧である
。
前記平滑回路１０及び１１は、コンパレータの出力の負
スパイクを除去するダイオードＤとコンデンサＣ及び抵
抗Ｒより構成された通常の整流回路である。そして、該
平滑回路１０及び１１により、それぞれ矩形波電圧Ｖ。
スパイクを除去するダイオードＤとコンデンサＣ及び抵
抗Ｒより構成された通常の整流回路である。そして、該
平滑回路１０及び１１により、それぞれ矩形波電圧Ｖ。
Ａ及びＶ。Ｂを整流し、それぞれのパルス幅に比例した
直流電圧ＶＲ＾及びＶＩＩＲに変換するのである。尚、
第３図に示した直流電圧■、ＡとＶＲＢは、コンデンサ
Ｃと抵抗Ｒによって充放電する状態を説明するために波
打っているが、実際はもっと平滑である。
直流電圧ＶＲ＾及びＶＩＩＲに変換するのである。尚、
第３図に示した直流電圧■、ＡとＶＲＢは、コンデンサ
Ｃと抵抗Ｒによって充放電する状態を説明するために波
打っているが、実際はもっと平滑である。
前記相殺回路１２は、前記直流電圧ＶＲＡ及びＶＲＢの
差を取るアナログ回路で、前記平滑回路１０又は１１の
一方の出力電圧の極性を逆に変換する位相反転回路１５
と、該位相反転回路１５により極性を変換した直流電圧
ＶＲ＾とそのままの直流電圧ＶＲＢとを加える加算回路
１６よりなる。尚、該相殺回路１２は、減算回路で置き
換えることが可能である。前記位相反転回路１５は、演
算増幅器を用いた増幅度１の反転増幅器であり、前記加
算回路１６は、演算増幅器の一方の端子に両直流電圧変
化成分を入力するようになした増幅器又は両直流電圧変
化成分を抵抗体の両端に入力するようになしたポテンシ
オメータで構成される。
差を取るアナログ回路で、前記平滑回路１０又は１１の
一方の出力電圧の極性を逆に変換する位相反転回路１５
と、該位相反転回路１５により極性を変換した直流電圧
ＶＲ＾とそのままの直流電圧ＶＲＢとを加える加算回路
１６よりなる。尚、該相殺回路１２は、減算回路で置き
換えることが可能である。前記位相反転回路１５は、演
算増幅器を用いた増幅度１の反転増幅器であり、前記加
算回路１６は、演算増幅器の一方の端子に両直流電圧変
化成分を入力するようになした増幅器又は両直流電圧変
化成分を抵抗体の両端に入力するようになしたポテンシ
オメータで構成される。
尚、実際には前記相殺回路１２に入力する前に、前記直
流電圧■い及びｖｉａを平均直流電圧成分除去回路１０
’、１１’を通して傷３等による直流電圧変化成分ΔＶ
ＲＡ及びΔｖ！ＩＢのみを取出している。
流電圧■い及びｖｉａを平均直流電圧成分除去回路１０
’、１１’を通して傷３等による直流電圧変化成分ΔＶ
ＲＡ及びΔｖ！ＩＢのみを取出している。
該平均直流電圧成分除去回路１０’、１１’は第６図に
示す如くカットオフ電圧を可変とした演算増幅器より構
成されている。
示す如くカットオフ電圧を可変とした演算増幅器より構
成されている。
そして、前記加算回路１６の出力電圧は、所望の電圧値
まで増幅回路１３にて増幅して直流電圧信号■ｏとして
出力するのである。
まで増幅回路１３にて増幅して直流電圧信号■ｏとして
出力するのである。
ところで、第１図に示すようにセンサ１を被検査体２の
表面に接触させた状態では、その被検査体２の材質に応
じた波高値のパルス波形電圧Ｖ２が二次コイル６に生じ
る。そして、前記センサ１をその表面に沿って移動させ
、微小亀裂、欠陥等の傷３の上を通過する際に、該傷３
による影響が前記パルス波形電圧Ｖ２に現れる。即ち、
被検査体２の正常な表面に一次コイル５によって誘起さ
れた渦電流は、その表面の材質に特有な電気抵抗により
１＆衰するが、傷３を有する表面ではその減衰速度が変
化し、前記パルス波形電圧ｖ２のパルス幅に影響を及ぼ
すのである。また、前記センサ１を被検査体２に接近さ
せる際には、被検査体２の材質に応じて前記パルス波形
電圧Ｖ２の波高値及ヒハルス幅は全体的に変化し、この
リフトオフによる影響は、第４図中に一点鎖線で示して
あり、−船釣に非鉄のアルミニウムや銅に接近すれば、
パルス波形電圧■２の波高値及びパルス幅は小さくなり
、鉄系の合金や鋼に接近すれば、パルス波形電圧Ｖ２の
波高値及びパルス幅は大きくなる傾向にある。尚、第４
図は鉄系の被検査体２にセンサ１を接近させる場杏を示
している。ここで注目すべき点は、リフトオフによって
パルス波形電圧Ｖ２のパルス幅に及ぼす影響は、パルス
波形電圧Ｖ２の電圧値の高低部において多少異なるが前
記平均直流電圧成分除去回路１０’、１１’の増幅器の
増幅度を変えることで路間しにすることができ、また二
点鎖線で示す傷３による影響はパルス波形電圧■２の電
圧値の低いテール部にのみ現れることである。正しく本
発明はこのような性質を巧みに利用してなされたもので
ある。
表面に接触させた状態では、その被検査体２の材質に応
じた波高値のパルス波形電圧Ｖ２が二次コイル６に生じ
る。そして、前記センサ１をその表面に沿って移動させ
、微小亀裂、欠陥等の傷３の上を通過する際に、該傷３
による影響が前記パルス波形電圧Ｖ２に現れる。即ち、
被検査体２の正常な表面に一次コイル５によって誘起さ
れた渦電流は、その表面の材質に特有な電気抵抗により
１＆衰するが、傷３を有する表面ではその減衰速度が変
化し、前記パルス波形電圧ｖ２のパルス幅に影響を及ぼ
すのである。また、前記センサ１を被検査体２に接近さ
せる際には、被検査体２の材質に応じて前記パルス波形
電圧Ｖ２の波高値及ヒハルス幅は全体的に変化し、この
リフトオフによる影響は、第４図中に一点鎖線で示して
あり、−船釣に非鉄のアルミニウムや銅に接近すれば、
パルス波形電圧■２の波高値及びパルス幅は小さくなり
、鉄系の合金や鋼に接近すれば、パルス波形電圧Ｖ２の
波高値及びパルス幅は大きくなる傾向にある。尚、第４
図は鉄系の被検査体２にセンサ１を接近させる場杏を示
している。ここで注目すべき点は、リフトオフによって
パルス波形電圧Ｖ２のパルス幅に及ぼす影響は、パルス
波形電圧Ｖ２の電圧値の高低部において多少異なるが前
記平均直流電圧成分除去回路１０’、１１’の増幅器の
増幅度を変えることで路間しにすることができ、また二
点鎖線で示す傷３による影響はパルス波形電圧■２の電
圧値の低いテール部にのみ現れることである。正しく本
発明はこのような性質を巧みに利用してなされたもので
ある。
即ち、第４図に示すようにパルス波形電圧■２のパルス
幅を、該パルス幅がリフトオフにより広狭し且つ傷３に
より変化しない閾値電圧ＶＡと、該パルス幅がリフトオ
フにより広狭し且っ傷３によっても広狭する閾値電圧Ｖ
Ｂにて検出し、リフトオフの成分ａのみ含む矩形波電圧
ｖｃ＾と、リフトオフの成分ａと傷３の成分すを含む矩
形波電圧ＶＣＢを発生させるのである。そして、両信号
を平滑化した後、前記相殺回路１２を通すことで、リフ
トオフの成分ａが相殺されて、傷３の成分すのみを含む
出力信号が得られるのである。しかし、この出力信号に
は直流電圧成分が含まれているのでこれを除去する必要
がある。即ち、前記矩形波電圧Ｖｃ＾には直流電圧成分
Ｃが含まれ、前記矩形波電圧ＶＣＩＩには直流電圧成分
ｄが含まれ、前記相殺回路１２だけではこの成分Ｃとｄ
は完全に除去できないので、前記平均直流電圧成分除去
回路１０’１１′にて相殺回路１２に入力する前に除去
するのである。尚、相殺回路１２の出力電圧からこの平
均直流電圧成分を除去することも可能である。
幅を、該パルス幅がリフトオフにより広狭し且つ傷３に
より変化しない閾値電圧ＶＡと、該パルス幅がリフトオ
フにより広狭し且っ傷３によっても広狭する閾値電圧Ｖ
Ｂにて検出し、リフトオフの成分ａのみ含む矩形波電圧
ｖｃ＾と、リフトオフの成分ａと傷３の成分すを含む矩
形波電圧ＶＣＢを発生させるのである。そして、両信号
を平滑化した後、前記相殺回路１２を通すことで、リフ
トオフの成分ａが相殺されて、傷３の成分すのみを含む
出力信号が得られるのである。しかし、この出力信号に
は直流電圧成分が含まれているのでこれを除去する必要
がある。即ち、前記矩形波電圧Ｖｃ＾には直流電圧成分
Ｃが含まれ、前記矩形波電圧ＶＣＩＩには直流電圧成分
ｄが含まれ、前記相殺回路１２だけではこの成分Ｃとｄ
は完全に除去できないので、前記平均直流電圧成分除去
回路１０’１１′にて相殺回路１２に入力する前に除去
するのである。尚、相殺回路１２の出力電圧からこの平
均直流電圧成分を除去することも可能である。
本実施例では、矩形波電圧Ｖ。ＡとＶＣＲを平滑回路１
０．１１にて整流し、平均直流電圧成分除去回路１０’
、１１’にて平均直流電圧成分を除いた後、リフトオフ
の成分ａを相殺したが、第５図に示すように矩形波電圧
ＶＣＡとＶＣＢのパルス幅の差に一致するパルス幅の矩
形波電圧を出力するパルス発生回路１７と、該パルス発
生回路１７の出力電圧のパルス幅に比例する直流電圧信
号若しくはデジタル信号を出力する信号変換回路１８と
で、リフトオフの成分ａを除去することができる。
０．１１にて整流し、平均直流電圧成分除去回路１０’
、１１’にて平均直流電圧成分を除いた後、リフトオフ
の成分ａを相殺したが、第５図に示すように矩形波電圧
ＶＣＡとＶＣＢのパルス幅の差に一致するパルス幅の矩
形波電圧を出力するパルス発生回路１７と、該パルス発
生回路１７の出力電圧のパルス幅に比例する直流電圧信
号若しくはデジタル信号を出力する信号変換回路１８と
で、リフトオフの成分ａを除去することができる。
そして、前記直流電圧信号Ｖ０は、アナログメータで直
接表示したり、また電圧〜周波数変換回路にて電圧に比
例する周波数に変換した後、その周波数を計数してデジ
タル表示するのである。また、前記直流電圧信号Ｖ。で
発音器を作動させて音として出力することも、また発光
素子を作動させて光として出力することも可能である。
接表示したり、また電圧〜周波数変換回路にて電圧に比
例する周波数に変換した後、その周波数を計数してデジ
タル表示するのである。また、前記直流電圧信号Ｖ。で
発音器を作動させて音として出力することも、また発光
素子を作動させて光として出力することも可能である。
実際に被検査体２の傷３を検出するには、上記のように
材質によってリフトオフの影響が異なるので先ず同質材
の疑似クランクサンプルを用意し、傷のない正常な表面
におけるリフトオフの影響がもっとも少なくなるように
前記コンパレータの閾値電圧■８及びＶＢを調節し、そ
して傷を有する表面において、該傷の所定の検出感度が
得られるように再度ゲインを調節する。また、傷の幅と
深さが既知の疑似クランクサンプルを用いて、出力信号
又はアナログメータ等に表示された値が、深さ等に比例
するように調節することができる。
材質によってリフトオフの影響が異なるので先ず同質材
の疑似クランクサンプルを用意し、傷のない正常な表面
におけるリフトオフの影響がもっとも少なくなるように
前記コンパレータの閾値電圧■８及びＶＢを調節し、そ
して傷を有する表面において、該傷の所定の検出感度が
得られるように再度ゲインを調節する。また、傷の幅と
深さが既知の疑似クランクサンプルを用いて、出力信号
又はアナログメータ等に表示された値が、深さ等に比例
するように調節することができる。
以上にしてなる本発明の渦流探傷方法及びその装置によ
れば、一次コイルに供給した矩形波電流により二次コイ
ルに発生するパルス波形電圧のパルス幅を電圧の異なる
二ケ所において測定し、両パルス幅を用いてフェライト
コアと導電性の被検査体との距離の変動による影響を相
殺したので、リフトオフによる出力信号の変化が殆どな
く、真に微小亀裂、欠陥等の傷による信号のみを得るこ
とができ、傷の検出精度の大幅向上が図れるのである。
れば、一次コイルに供給した矩形波電流により二次コイ
ルに発生するパルス波形電圧のパルス幅を電圧の異なる
二ケ所において測定し、両パルス幅を用いてフェライト
コアと導電性の被検査体との距離の変動による影響を相
殺したので、リフトオフによる出力信号の変化が殆どな
く、真に微小亀裂、欠陥等の傷による信号のみを得るこ
とができ、傷の検出精度の大幅向上が図れるのである。
また、二次コイルに生じるパルス波形電圧の高低部にお
けるパルス幅を検出するにあたり、該パルス波形電圧を
閾値電圧の異なる二つのコンパレータに入力したので、
被検査体の材質が異なり、二次コイルに生じるパルス波
形電圧の特性が異なってもその閾値電圧を調節するだけ
で、容易に対応させることができ、汎用性が高いもので
ある。
けるパルス幅を検出するにあたり、該パルス波形電圧を
閾値電圧の異なる二つのコンパレータに入力したので、
被検査体の材質が異なり、二次コイルに生じるパルス波
形電圧の特性が異なってもその閾値電圧を調節するだけ
で、容易に対応させることができ、汎用性が高いもので
ある。
更に、補償用コイルを省略して、一次コイルと二次コイ
ルの一組からなるセンナを用いるだけでよいので、信号
解析回路の簡略化によるコスト低減を図ることができる
。
ルの一組からなるセンナを用いるだけでよいので、信号
解析回路の簡略化によるコスト低減を図ることができる
。
第１図は本発明に用いるセンサを被検査体上に配した状
態を示す簡略断面図、第２図は本発明の渦流探傷装置の
簡略回路図、第３図は第２図中に記した主要部での波形
のタイムチャート、第４図は二次コイルの出力電圧にお
けるリフトオフ及び傷の影響を示す要部の波形図、第５
図は他の実施例を示す簡略回路図、第６図は平均直流電
圧成分除去回路を示す回路図である。 １：センサ、２：被検査体、３：傷、４：フェライトコ
ア、５ニ一次コイル、６：二次コイル、７：パルスを流
１回路、Ｓ：第一コンパレータ、９：第二コンパレータ
、１０：平滑回路、１１：平滑回路、１２：相殺回路、
１３：増幅回路、１４：演算増幅器、１５：位相反転回
路、１６：加算回路、１７：パルス発生回路、１８：信
号変換回路、１０’、 １１’ ：平均直流電圧成分除
去回路、■、：矩形波電流、Ｖ２ ：パルス波形電圧、
■＾、 Ｖ［］：閾値電圧、ＶＣＡ、 ＶＣ［］：矩
形波電圧、ＶＲＡ、ＶＢ：直流電圧、ΔＶｐ＾、ΔＶＩ
ＩＢ：直流電圧変化成分、■ｏ ：直流電圧信号。 第６図
態を示す簡略断面図、第２図は本発明の渦流探傷装置の
簡略回路図、第３図は第２図中に記した主要部での波形
のタイムチャート、第４図は二次コイルの出力電圧にお
けるリフトオフ及び傷の影響を示す要部の波形図、第５
図は他の実施例を示す簡略回路図、第６図は平均直流電
圧成分除去回路を示す回路図である。 １：センサ、２：被検査体、３：傷、４：フェライトコ
ア、５ニ一次コイル、６：二次コイル、７：パルスを流
１回路、Ｓ：第一コンパレータ、９：第二コンパレータ
、１０：平滑回路、１１：平滑回路、１２：相殺回路、
１３：増幅回路、１４：演算増幅器、１５：位相反転回
路、１６：加算回路、１７：パルス発生回路、１８：信
号変換回路、１０’、 １１’ ：平均直流電圧成分除
去回路、■、：矩形波電流、Ｖ２ ：パルス波形電圧、
■＾、 Ｖ［］：閾値電圧、ＶＣＡ、 ＶＣ［］：矩
形波電圧、ＶＲＡ、ＶＢ：直流電圧、ΔＶｐ＾、ΔＶＩ
ＩＢ：直流電圧変化成分、■ｏ ：直流電圧信号。 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）フェライトコアに一次及び二次コイルを巻回し、一
次コイルに矩形波電流を供給した際に二次コイルに生じ
るパルス波形電圧のパルス幅を電圧の異なる二ヶ所にお
いて測定し、両パルス幅を用いてフェライトコアと導電
性の被検査体との距離の変動による影響を相殺し、真に
被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷のみを検出してなるこ
とを特徴とする渦流探傷方法。 ２）フェライトコアに一次及び二次コイルを巻回し、一
次コイルに矩形波電流を供給した際に二次コイルに生じ
るパルス波形電圧のパルス幅を電圧の異なる二ヶ所にお
いて測定し、一方のパルス幅をフェライトコアの先端と
導電性の被検査体との距離の変動に影響され且つ被検査
体の微小亀裂、欠陥等の傷に影響されない電圧で測定す
るとともに、他方のパルス幅をフェライトコアの先端と
被検査体との距離の変動に影響され且つ被検査体の微小
亀裂、欠陥等の傷に影響される電圧で測定し、両パルス
幅の差に比例する信号を得て、真に被検査体の微小亀裂
、欠陥等の傷のみを検出してなることを特徴とする渦流
探傷方法。 ３）フェライトコアに一次及び二次コイルを巻回してな
るセンサと、 前記一次コイルに矩形波電流を供給するパルス電流発生
回路と、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と導電性の被検査体
との距離の変動により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、
欠陥等の傷により変化しない電圧値に設定し、該閾値電
圧での前記パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス
幅を有する矩形波電圧を出力する第１コンパレータと、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と被検査体との距離
の変動により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の
傷により広狭する電圧値に設定し、該閾値電圧での前記
パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する
矩形波電圧を出力する第２コンパレータと、 前記第１コンパレータと第２コンパレータの出力をそれ
ぞれ平滑化し、それぞれの矩形波電圧のパルス幅に比例
する直流電圧に変換する二つの平滑回路と、 前記両平滑回路の出力電圧の差を取り、前記センサの先
端と被検査体との距離による変化を排除し、直流電圧信
号を出力してなる相殺回路と、よりなり、真に被検査体
の微小亀裂、欠陥等の傷のみを検出してなることを特徴
とする渦流探傷装置。 ４）フェライトコアに一次及び二次コイルを巻回してな
るセンサと、 前記一次コイルに矩形波電流を供給するパルス電流発生
回路と、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と導電性の被検査体
との距離の変動により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、
欠陥等の傷により変化しない電圧値に設定し、該閾値電
圧での前記パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス
幅を有する矩形波電圧を出力する第１コンパレータと、 前記二次コイルに生じるパルス波形電圧における閾値電
圧を、パルス幅が前記センサの先端と被検査体との距離
の変動により広狭し且つ被検査体の微小亀裂、欠陥等の
傷により広狭する電圧値に設定し、該閾値電圧での前記
パルス波形電圧のパルス幅と一致するパルス幅を有する
矩形波電圧を出力する第２コンパレータと、 前記第１コンパレータと第２コンパレータの出力電圧の
パルス幅の差に一致するパルス幅の矩形波電圧を出力す
るパルス発生回路と、 前記パルス発生回路の出力電圧のパルス幅に比例する直
流電圧信号若しくはデジタル信号を出力してなる信号変
換回路と、 よりなり、真に被検査体の微小亀裂、欠陥等の傷のみを
検出してなることを特徴とする渦流探傷装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067927A JP2622536B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 渦流探傷方法及びその装置 |
| US08/039,234 US5391988A (en) | 1990-03-16 | 1991-09-13 | Method and apparatus for detecting flaws within a conductive object while cancelling the effects of variation in distance between the detection apparatus and the conductive object |
| PCT/JP1991/001218 WO1993006477A1 (fr) | 1990-03-16 | 1991-09-13 | Procede de detection de criques a l'aide de courants de foucault, et appareil associe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067927A JP2622536B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 渦流探傷方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267754A true JPH03267754A (ja) | 1991-11-28 |
| JP2622536B2 JP2622536B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=13359036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067927A Expired - Lifetime JP2622536B2 (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 渦流探傷方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5391988A (ja) |
| JP (1) | JP2622536B2 (ja) |
| WO (1) | WO1993006477A1 (ja) |
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| KR20230011346A (ko) * | 2020-06-16 | 2023-01-20 | 에이비비 슈바이쯔 아게 | 금속 재료의 에지에서 균열 검출 방법 및 장치 |
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| JP5383597B2 (ja) * | 2010-06-16 | 2014-01-08 | 株式会社日立製作所 | 渦電流検査装置および検査方法 |
| JP4756409B1 (ja) | 2011-02-18 | 2011-08-24 | 大日機械工業株式会社 | 交番磁場を利用した非破壊検査装置および非破壊検査方法 |
| US9091664B2 (en) | 2012-06-07 | 2015-07-28 | Thomas Krause | Pulsed eddy current sensor for precision measurement at-large lift-offs on metallic surfaces |
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-
1990
- 1990-03-16 JP JP2067927A patent/JP2622536B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-13 US US08/039,234 patent/US5391988A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-13 WO PCT/JP1991/001218 patent/WO1993006477A1/ja not_active Ceased
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