JPH0441303B2 - - Google Patents

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JPH0441303B2
JPH0441303B2 JP58235881A JP23588183A JPH0441303B2 JP H0441303 B2 JPH0441303 B2 JP H0441303B2 JP 58235881 A JP58235881 A JP 58235881A JP 23588183 A JP23588183 A JP 23588183A JP H0441303 B2 JPH0441303 B2 JP H0441303B2
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JP
Japan
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signal
metal surface
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flaw
defect
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JP58235881A
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JPS60125560A (ja
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Masaharu Yokoyama
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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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
    • G01N27/9053Compensating for probe to workpiece spacing

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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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】 本発明はオイルタンカーに設備されている貨油
管、都市の上下水道管の如く大口径管及び長尺金
属板に対し、その表面域は表面近傍のクラツク、
腐蝕等の欠陥を検出する検査方法に関するもので
ある。
従来金属面の欠陥を渦流探傷法によつて検査す
ることが行なわれている。その方法はコイルを具
えた検出器を金属面に接近させ、コイルの高周波
変動磁界を金属面に加えるものである。金属面に
発生する渦電流が自己誘導或は相互誘導によつて
コイルに影響して誘導起電力を生じさせるから、
これを検出することによつて金属面の異常を知る
ことが出来るのである。
第3図は検出器を金属面に接近して移動させた
とき、コイルに生じる誘導起電力による検出信号
Aとその位相を示している。検出信号Aは検出器
と金属面のインピーダンスによつて、コイルに入
力された基準電圧に対し位相が角度θだけ移相し
てx軸の方向に出力される。
検出器或は金属面の移動、周囲の環境から受け
る振動、金属面の材質不均一等によつて検出信号
Aのベクトル値は変動するが、これ等の原因によ
つては出力信号の位相θ(標準位相とする)は変
わらない。
しかし金属面に欠陥を生じているときは、欠陥
箇所では金属面に生起している渦電流が乱れて検
出信号Aのベクトル方向が影響され、検出信号A
の位相が微小角Δθ偏つた方向にパルス状の波形
を出力する。Δθは微小量であるから、通常は信
号Aを以て管の検査信号としている。従つて、第
7図の如く検出器と金属面との相対移動中に何等
かの原因によつて、欠陥表示の波形Pと同じ形状
の波形Qが検査信号Aに生じたとき、それは金属
面の欠陥によるものか、或は外界の影響によるも
のか区別がつき難い問題があつた。
又、検査は検出器と金属面との間の距離(リフ
トオフ)を一定に保つて、両者を相対移動すべき
であるが、金属面のうねり、移動装置の不完全に
よつてリフトオフが検査中に変動することが多
い。検出器が金属面に近付いてリフトオフが小さ
くなると、金属面の欠陥による出力信号が実際よ
り大きく出力され、逆に検出器が金属面より離れ
てリフトオフが大きくなると、欠陥検出信号が実
際の欠陥に対するものより小さく出力され、検査
データに基づいた金属面の評価の下す際に判断を
誤らせる虞れがある。
本発明は検出信号Aから、金属面の欠陥以外の
外的要因から生じる波形Qを除去し、金属面の欠
陥による信号X0のみを出力すると共に、検出器
のリフトオフが検査中に変動しても、検査信号を
補正してリフトオフによる影響を無くして同一条
件の検査信号を出力する検査方法を明らかにする
ことを目的とする。
本発明は検出器の検査信号Aをハイパスフイル
ターを通して傷信号X0を出力すると共に、検査
信号Aの中、傷信号X0の位相に対して90°移相し
た方向の検査信号成分Y0を出力し、90°移相方向
の該成分Y0と前記傷信号X0とを論理積して金属
面の欠陥による傷信号X1を検出することを特徴
とする。
本発明は又、検査信号Aをローパスフイルター
を通して、検査信号A中の低周波数のリフトオフ
信号Bを出力し、検査信号Aの中、上述の90°移
相方向の成分Y0とリフトオフ信号Bとを論理積
してリフトオフ補正信号Cを出力し、前記金属面
欠陥による傷信号X1をリフトオフ補正信号Cに
よつて補正し、リフトオフ変動の影響が修正され
た金属面欠陥による傷信号Xを出力することを特
徴とするものである。
検査信号Aには金属面の欠陥による波形Pの外
に、外的要因による波形Qが混入している。しか
し2つの信号X0とY0を論理積することによつて、
検査信号A中のパルス状波形が金属面の欠陥によ
るものであれば、X0とY0の信号中の波形Pが揃
つて、金属面欠陥による傷信号X1を出力する。
又、検査信号A中のパルス状波形が外的要因によ
るものであれば、信号X0にはパルス状波形Qが
存在しても、信号Y0にはそれに相当する波形が
存在せず、従つて2つの信号X0とY0を論理積す
ると、出力を生じず外的要因によるパルスは除去
されて、金属面の欠陥による傷信号X1のみが出
力出来るのである。
又、検査信号Aをローパスフイルターによつて
波することによつて、金属表面欠陥及び外的要
因による周期の短かいパルス状波形P,Qは除去
され、リフトオフ変動による長周期の波形Bのみ
が出力される。
上記リフトオフ信号Bは検査中の各瞬間のリフ
トオフを略忠実に表現しているから、Y0信号と
論理積であるリフトオフ補正信号Cとリフトオフ
の増減に対し反比例する適当な補正係数aを乗じ
てE=aCを形成して、金属面欠陥による傷信号
X1に対し補正回路によつて信号処理を行ない、
X1−aC或はX1/aCの如く、リフトオフ補正信号
Cの大なるとき即ち検出器が金属面に接近して感
度の上つているときは、傷信号X1の値を下げ、
又リフトオフ信号Bが小なるとき即ち検出器が金
属面から離れて感度の下つているときは、傷信号
X1の値を上げる修正を行ない、リフトオフ変動
による影響を修正して可及的に同一リフトオフ条
件に近づけた傷信号Xを出力出来るのである。
第1図は本発明の方法を実施して、管の金属表
面を検査する状況を示している。これはキヤタピ
ラ、エンドレスベルト、車輪等の走行機構1を具
えた台車2の前部に検出アーム3の上端を揺動可
能に軸受し、検出アーム3の下端に検出器4を具
え、検出アーム3の回転軸5に揺動機構6を連繁
して、台車2を毎分4mの低速で管中で走行させ
つつ、検出アーム3を走行方向とは直交して管周
方向へ毎分250〜400回の速度で往復揺動させ、管
壁を検出器4の移行範囲で検査するものである。
尚、本発明の検査対象は管壁に限られず、移動す
る金属板に対し検出アームを往復揺動させること
によつて、金属板にも実施出来る。
検出器4は高周波の交番磁界を発生する大径の
励磁用コイル7と、該コイル7の中央へ同軸に配
置され、鉄心8を有する小径の検出用コイル9に
よつて構成され、夫々ホルダー10中に固定され
ている。検出器4は金属面の腐蝕による凹凸を考
慮してリフトオフは5〜10mmに設定されており、
励磁用コイル7がそのコイル直径内の金属面に高
周波交番磁界を加えて渦電流を発生させる。検出
器4と金属面のリフトオフを一定に保つて相対移
動させるとき、金属面に欠陥がなく渦電流が均一
分布しておれば検出用コイル9の出力は一定であ
る。しかし金属面に欠陥11が生じていると、こ
の部分では渦電流に乱れを起し、検出用コイル9
の出力には位相及び出力値に変動を生じる。
第6図は検査信号Aを発生させる構成の一例を
示している。発振器12によつて約50kHzの高周
波電圧を発生させ、これを増幅して励磁用コイル
7に印加している。励磁用コイル7と同軸上に配
置された小径の検出用コイル9には、金属面の渦
電流からの相互誘導によつて誘電起電力が生じる
から、これを増幅して検査信号Aを得ることが出
来る。
尚、本発明の実施に際しては、励磁用コイル7
を省略して、検出用コイル9自体に高周波電流を
加えて励磁し、自己誘導によつて該コイル自体に
生じる誘電起電力をブリツジ回路を用いて検出
し、それを増幅することによつても検査信号Aを
得ることが出来る。
検査信号Aに対しては、移相器13からの基準
信号Dxの位相を正常金属面に対する検査信号の
標準位相(リフトオフ電圧位相)角θに設定し
て、ゲート14によつて論理積し、ハイパスフイ
ルター15を通すことによつて、検査信号Aの
中、標準位相角θの方向の成分X0を出力するこ
とが出来る。
又、移相器13からの基準信号Dxの位相を移
相回路16によつて90°移相して他の基準信号Dy
を作り、これをゲート17によつて論理積し、ハ
イパスフィルター18を通すことによつて、検査
信号Aの中、標準位相θの方向に対し90°移相方
向の成分Y0を出力することが出来る。
X0信号には金属面の欠陥によるパルス状の波
形Pと外的要因による波形Qが混合しているか
ら、第4図に示す第1実施例の装置に於てはこれ
をゲート19を加え標準位相θに対し90°移相方
向の信号Y0と論理積することによつて、外的要
因による波形Qを消去した傷信号X1を出力出来
るのである。
更に第5図に示す第2実施例の検査装置の如
く、検査信号Aをローパスフイルター20を通し
てリフトオフ信号Bを形成し、これをゲート21
に加えてY0信号と論理積し、リフトオフ補正号
Cを作つて、前記傷信号X1と一緒に補正回路2
2にて信号処理することによつて、傷信号X1
リフトオフ変動の影響が修正されて、欠陥の実際
の大きさに近い傷信号Xを出力することが出来
る。
傷信号Xは外的要因による誤信号及びリフトオ
フ変動の影響が除去されて、実際の欠陥の深さ及
び長さに略近い状況を表示しているから、データ
に基づいて金属面を評価するに際して、傷信号X
の値は十分に信頼出来、判断の正確性を向上出来
る利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施状況を示す説明図、第2
図は検査器の拡大断面図、第3図は検査信号の位
相解析図、第4図は検査信号の第1実施例のブロ
ツク図、第5図は検査装置の第2実施例のブロツ
ク図、第6図は検査器の信号処理を示すブロツク
図、第7図は信号処理の各工程に於ける波形図で
ある。 A……検査信号、B……リフトオフ信号、C…
…リフトオフ補正信号、Dx,Dy……基準信号、
P……欠陥波形、Q……誤波形、X0……検査信
号A中の、標準位相方向に沿う成分即ち傷信号、
Y0……検査信号A中の、標準位相方向に対し90°
移相した方向の成分、X1……金属面欠陥による
傷信号、X……リフトオフの影響を修正した傷信
号、4……検出器、7……励磁用コイル、9……
検出用コイル、13……移相器、15,18……
ハイパスフイルター、20……ローパスフイルタ
ー、22……補正回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高周波変動磁界を金属面に加え、コイルに生
    起する誘導起電力による検査信号Aをハイパスフ
    イルターを通して傷信号X0を出力すると共に、
    検査信号Aの中、傷信号X0の位相に対し90°移相
    した方向の成分Y0を検出し、90°移相方向の該成
    分Y0と前記傷信号X0とを論理積して、金属面の
    欠陥による傷信号X1を出力し、同時に前記検査
    信号Aはローパスフイルターを通してリフトオフ
    信号Bを出力し、前記90°移相方向成分Y0とリフ
    トオフ信号Bとを論理積してリフトオフ補正信号
    Cを出力し、前記金属面欠陥による傷信号X1
    リフトオフ補正信号Cによつて修正し、リフトオ
    フ変動の影響が消去された金属面欠陥による傷信
    号Xを出力することを特徴とする金属面の検査方
    法。 2 コイルは背中を走行する自走車上に配備さ
    れ、自走車の走行方向に移行すると同時に、走行
    方向に対し直交する方向に往復揺動されて管の金
    属面を検査する特許請求の範囲第1項の検査方
    法。 3 金属面欠陥による傷信号X1は、 X=X1−aC 但し、Cはリフトオフ補正信号 aは補正係数(定数) の条件式によつて補正され、リフトオフ変動の影
    響が修正された金属面欠陥による傷信号Xを出力
    する特許請求の範囲第1項の検査方法。
JP58235881A 1983-12-12 1983-12-12 金属面の検査方法 Granted JPS60125560A (ja)

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