JPH0566543B2 - - Google Patents

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JPH0566543B2
JPH0566543B2 JP59255455A JP25545584A JPH0566543B2 JP H0566543 B2 JPH0566543 B2 JP H0566543B2 JP 59255455 A JP59255455 A JP 59255455A JP 25545584 A JP25545584 A JP 25545584A JP H0566543 B2 JPH0566543 B2 JP H0566543B2
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JP
Japan
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coil
iron core
current
joint surface
joint
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JP59255455A
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JPS61133854A (ja
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Juji Sugita
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0566543B2 publication Critical patent/JPH0566543B2/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
    • G01N27/9006Details, e.g. in the structure or functioning of sensors

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は接合面の非破壊検査方法に係り、特に
接合面の磁場の変動を利用した接合面の非破壊検
査方法に関するものである。
[従来の技術] 部材同士の接合面を非破壊的に検査する方法と
しては、超音波やX線を利用した方法が考えられ
る。た、アコーステイツクエミツシヨン(AE)
を検出することにより非破壊検査するAE法を接
合面の非破壊検査に適用することも行われてい
る。更に金属材料の非破壊検査方法として渦電流
探傷法(電磁誘導探傷法)も公知である。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記の方法では、ある部材の内
部における欠陥検出を行うことは可能であつて
も、2以上の部材同士の接合面の良否を判定する
ことは容易ではなかつた。例えば、表面に垂直方
向から超音波を入れるパルスエコー法では、接合
面が異種物体の境界であるため、接合の良否にか
かわらず大きな反射が生じ、正確な検査が難し
い。また、超音波の代わりにX線を用いても、接
合不良による隙間が非常に薄いため、良好な接合
部と接合不良な部分とのX線透過差が小さく、や
はり正確な検査は行い難い。
また、AE法は、固体が塑性変形や相変態等す
るときに歪みの形で貯えられていたエネルギーが
開放されて放出される弾性波を検出するものであ
り、溶接時や溶接直後における接合面の検査には
使用されているものの、塑性変形や相転移のない
通常状態における接合面の検査には適用できず、
利用範囲が狭い。
更に、従来の渦電流探傷法は、金属部材の内部
や表面の傷を検出するには好適であるが、2つ以
上の部材の接合面の接合良否を判断するには不向
きであつた。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、接合面に形成された磁場が、この接
合面に加えられる機械的な高周波振動によつて乱
される現象を利用して接合面の良否を検知し得る
よう構成したものであつて、 部材同士の接合面の非破壊検査を行う方法にお
いて、励磁用1次コイル及び検査用2次コイルを
有する非環状の鉄心コイルを、その鉄心の両端が
一方の部材の検査対象接合面の両側部位に位置す
るように配置し、該励磁用1次コイルへの高周波
電流の通電及び該検出用2次コイルでの2次電圧
又は2次電流の検出を行いながら、前記他方の部
材に機械的な高周波振動を付与して該接合面を振
動させ、この振動によつて生じる2次電圧又は2
次電流の変化を検出して接合面の検査を行うこと
を特徴とする接合面の非破破壊検査方法、 を要旨とする。
まず本発明の原理について、実施例を示す第1
図及び第2図を参照して次に説明する。
第1図,第2図において、1は部材A,Bの接
合面であり、接合が良好な部分2と、接合が不良
な部分3とから成つている。4は鉄心コイルであ
り、鉄心5と、励磁用1次コイル6及び検出用2
次コイル7を有している。鉄心5は部材Aを股ぐ
ように配置されており、高周波交流電源8を用い
て1次コイル6に電流を流すと、鉄心5及び部材
Bの接合面を通る磁気回路が形成され、部材Bの
接合面に磁場が形成される。
この磁場により部材Bの接合面には紙面と垂直
方向に渦電流Iが生じる。
この状態で、部材Aに機械的な高周波振動を加
振器或いは振動子9を用いて加えると、この振動
が接合面1に伝わり、この接合面の近傍に存在す
る荷電粒子たる電子に加速度(即ち力F)が作用
し、電子はこの高周波振動に基因した運動を行
い、それまでの渦電流とは別成分の電流を生じさ
せる。この新たに生じた電流によつて、新しい磁
場(2次磁場H′)が別途に形成され、これによ
つて接合面の磁場に乱れが生じる。このように接
合面の磁場が乱れると、鉄心5内の磁束にも乱れ
が生じ、検出用2次コイル7に誘起される電圧も
しくは電流にも変化が生じる。
しかして、接合面1の接合状態が良好である部
分2においては、部材Aから部材Bに振動がよく
伝わり、荷電粒子たる電子に作用する力が大きく
なり、従つて磁場の乱れの程度が大きくなり、2
次電圧ないしは2次電流の変化が大きくなる。逆
に、接合状態の不良な部分3においては、部材A
から部材Bに伝えられる振動が小さくなり、電子
に作用する力も小さくなるから、磁場の乱れが少
なくなり、2次電圧もしくは2次電流の変化も小
さくなる。
従つて、部材Aに振動を加えることによつて生
じる2次コイル7での電圧又は電流の変化を検出
することにより、接合面の良否の程度を検知し得
る。
2次電圧又は電流の変化を検出するには、部材
Aに振動を加えない静止状態における2次電圧又
は2次電流と、部材Aに振動を加えた振動状態に
おける2次電圧又は2次電流との比較を行えばよ
く、具体的には次のような方式が行われる。なお
次の説明においては、2次電流の変化について記
載するが、2次電圧の変化を検出するようにして
もよいことは明らかである。
(イ) 静止状態における2次電流の位相及び振動状
態における2次電流の位相のそれぞれ1次電流
の位相からのずれを求めず、このずれ(位相の
進み又は遅れ)同士を比較する。
(ロ) 静止状態における2次電流の最大値と振動状
態における2次電流の最大値をそれぞれ1次電
流の最大値と比較しその差を求め、これらの1
次電流との差同士を比較する。
(ハ) 静止状態における2次電流波形と振動状態に
おける2次電流波形の、それぞれ1次電流波形
からの乱れ程度を求め、これらを比較する。
なお、イ〜ハの方式のうち2以上を組み合わせ
てもよい。また、イ〜ハの方式は一例であつて、
その他の比較方式によつてもよい。
[作用] 励磁用1次コイル及び検出用2次コイルを有す
る鉄心コイルを用いて、一方の接合部材の接合面
の磁束を通しておき、他方の部材を通じてこの一
方の部材の接合面に機械的な高周波振動を与える
と、接合面の接合の良否に応じた2次電圧もしく
は2次電流の変化が現れる。そのために、この2
次電圧又は電流の変化を検出することにより、接
合面の非破壊検査を行うことが可能とされる。
[実施例] 第1図は、前述のように本発明の一実施例を示
す断面図である。しかして、この実施例において
は、鉄心コイル4は、第3図に示すように複数の
コ字形のものを電磁シールド材10を介して並列
に設置しており、それぞれの鉄心5,5……にそ
れぞれ励磁用1次コイル6,6……及び検出用2
次コイル7,7……が巻き付けられている。6
a,7aはそれぞれリード線を示している。
また第4図は、本発明法を実施するための装置
構成を示すブロツク図である。11は高周波電源
であり、その出力側に励磁用コイル6が複数個接
続されている。またこの励磁用1次コイル6と対
向して検出用の2次コイル7が同じ数だけ設けら
れている。なおこの第4図において、図の上から
励磁用コイル6及び検出用2次コイル7にそれぞ
れハイフンを介して1〜nまでの番号が付されて
いる。また、本発明の作用を明瞭にするために、
接合面1を模式的に例示する。
而して、検出用2次コイル7−1〜7−nの出
力たる2次電圧又は2次電流は、スキヤナ12を
介して差動アンプ13に入力される。また高周波
電源の11の出力と同じ電圧もしくは電流も差動
アンプ13に入力可能とされている。14は発振
器であつて、その発振出力はアンプ15を介して
高周波振動子9に伝えられる。16は、差動アン
プ13の出力値を入力し必要な情報の記憶と演算
を行うと共に、検査装置全体の制御を行うコンピ
ユータである。17は、鉄心コイル4を回転可能
に支持する回転装置(図示せず)に設けられたス
テツピングモータであり、鉄心コイル4をその中
心軸C(第1図〜第3図参照)の回りに所定角度
ずつ回転可能としている。
なおスキヤナ12は、検出用2次コイル7−1
〜7−nの出力値を順次に選択して差動アンプ1
3に入力させるための走査装置である。
次に上記装置の作動について2次側出力として
電流を検出する場合を例として説明する。
まず高周波電源を11をオンとし部材Bの接
合面を通る磁束を発生させる。次にスキヤナ1
2を作動させ、検出用2次コイル7−1〜7−
nの2次電流を順次に差動アンプ13に入力す
る。差動アンプ13では各々の2次電流を高周
波電源11の出力電流とを比較し、(コイル7
−1,7−2,……7−nとの2次電流と1次
電流との比較値をそれぞれx1,x2……xoとす
る。)その結果たるx1,x2……xoをコンピユー
タ16に出力する。コンピユータ16はこの情
報を一時的に記憶しておく。次に発振器13を
作動させ、その出力をアンプ14で増幅して振
動子9に伝え、部材Aに振動を付与する。部材
Aに付与された振動は接合面1を通して部材B
の接合面に伝わり、これにより部材Bの接合面
の磁場に乱れが生じ2次電流が生じる。
そこで発振器14に同期してスキヤナ12を
作動させ、検出用2次コイル7−1〜7−nの
出力値を順次に差動アンプ13に入力する。差
動アンプ13では、高周波電源11の出力電流
とこの検出用2次コイルからの検出値をそれぞ
れ比較し、(この比較値をそれぞれy1,y2……
yoとする。)その比較結果y1,y2……yoをコン
ピユータ16に出力する。
コンピユータ16は、振動子9が作動してい
ない静止状態における前記の比較値x1,x2,x3
……xoと、新たに読み込まれた振動状態におけ
る比較値y1,y2,y3……yoとをそれぞれ比較す
る。
前述のように、接合面が良好である部分におい
ては磁場の乱れ大きく、従つてその部分を通る磁
束によつて誘起される2次電流を検出している2
次コイルの出力値の変化が大きくなる。
第5図は矢印H方向に磁束を形成し、部材Aに
振動を加えた場合の2次電流の変化を投影して示
した図であるが、第5図の曲線20で示されるよ
うに、接合の良好な部分2を通る磁束によつて誘
起される2次電流の乱れの程度は大きく、一方、
接合不良箇所3の部分を通る磁束によつて誘導さ
れる2次電流の乱れは小さい。
このようにして1つの磁場方向における2次コ
イルの出力値の比較が全て終つたら、次にコンピ
ユータ16はステツピングモータ17に信号を出
力し、鉄心4を所定角度回転させ、前記と同様に
して2次コイルの出力値の変動を測定する。鉄心
コイル4が最初の位置と180°回転するまでこの操
作を繰り返す。しかしてコンピユータ16にこの
比較結果を全て記憶させておき、測定終了後にト
モグラフイによつて接合面の面方向(2次元方
向)の接合状態を把握することができる。
このようにして接合面の迅速な非破壊検査を行
うことができる。
なお上記実施例においては、鉄心5はコ字形の
ものが用いられているが、要するに部材同士の接
合面の一方の側から他方の側に向けて通過する磁
束を形成することができるものであれば、その他
の形状の鉄心、例えばC字形の鉄心を用いてもよ
いことは明らかである。
[結果] 以上詳述した通り、本発明の非破壊検査の方法
は、部材接合面に沿つた磁場の変動を利用するよ
うにしたものであつて、接合面における接合の良
否を高精度でかつ迅速に検出することができる。
また、本発明の方法は、接合面に磁束を通過せし
めることができ、かつこの接合面に力学的な高周
波振動を伝達し得るような接合面においては、部
材の材質の如何を問わず適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例方法を説明
する断面図、第3図は鉄心コイルの斜視図、第4
図は本発明方法を実施する装置のブロツク図、第
5図は接合面の一例びデータ解析結果の一例を示
す斜視図である。 1……接合面、4……鉄心コイル、6……励磁
用1次コイル、7……検出用2次コイル、9……
振動子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 部材同士の接合面の非破壊検査を行う方法に
    おいて、励磁用1次コイル及び検査用2次コイル
    を有する非環状の鉄心コイルを、その鉄心の両端
    が一方の部材の検査対象接合面の両側部位に位置
    するよう配置し、該励磁用1次コイルへの高周波
    電流の通電及び該検出用2次コイルでの2次電圧
    又は2次電流の検出を行いながら、前記他方の部
    材に機械的な高周波振動を付与して該接合面を振
    動させ、この振動によつて生じる2次電圧又は2
    次電流の変化を検出して接合面の検査を行うこと
    を特徴とする接合面の非破破壊検査方法。 2 前記鉄心コイルを接合面に対して相対的に回
    転させながら前記励磁用1次コイルへの通電、検
    出用2次コイルでの検出及び機械的高周波振動の
    付与を行つて検査することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の接合面の非破壊検査方法。 3 前記鉄心コイルは、コ字形状の鉄心コイルを
    有しており、前記接合面を股ぐようにこの鉄心を
    配置することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    又は第2項に記載の接合面の非破壊検査方法。 4 前記鉄心コイルを複数個並列に設置すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項
    のいずれか1項に記載の接合面の非破壊検査方
    法。
JP59255455A 1984-12-03 1984-12-03 接合面の非破壊検査方法 Granted JPS61133854A (ja)

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CN105823797B (zh) * 2016-03-21 2019-07-12 电子科技大学 一种基于共生式磁轭线圈的感应热像无损检测装置

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