JPH06331602A - 長物磁性材の構造欠陥を非破壊的に検査する方法および装置 - Google Patents
長物磁性材の構造欠陥を非破壊的に検査する方法および装置Info
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- JPH06331602A JPH06331602A JP6101247A JP10124794A JPH06331602A JP H06331602 A JPH06331602 A JP H06331602A JP 6101247 A JP6101247 A JP 6101247A JP 10124794 A JP10124794 A JP 10124794A JP H06331602 A JPH06331602 A JP H06331602A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁性体の長物材に存在する、長手方向の応力
腐食による亀裂、ハードスポット、製造時に発生する製
品のシワ、残留応力または曲げ・弛みによる応力、およ
びワイヤーの緩みによる撚線ケーブルの接触状態の変化
といった構造欠陥を、簡易な方法および装置で検知する
こと。 【構成】磁気検査装置に、渦電流検知器と、磁束検知器
と、ディジタルプロセッサとを備え、渦電流検知器が発
生する、構造欠陥を示す渦電流変化による第１の信号要
素と、局部欠陥または金属断面欠損を示す磁束変化によ
る第２の信号要素とからなる第１の信号と、渦電流検知
器の下流に配設される磁束検知器が発生する、構造欠陥
を示す渦電流変化による第３の信号要素と、局部欠陥ま
たは金属断面欠損を示す磁束変化による第４の信号要素
からなる第２の信号とをデジタルプロセッサで処理する
ことにより、渦電流磁気飽和方法を実行して、構造欠陥
を容易にかつ正確に検知することを特徴とする長物磁性
材の構造欠陥を非破壊的に検査する方法および装置。
腐食による亀裂、ハードスポット、製造時に発生する製
品のシワ、残留応力または曲げ・弛みによる応力、およ
びワイヤーの緩みによる撚線ケーブルの接触状態の変化
といった構造欠陥を、簡易な方法および装置で検知する
こと。 【構成】磁気検査装置に、渦電流検知器と、磁束検知器
と、ディジタルプロセッサとを備え、渦電流検知器が発
生する、構造欠陥を示す渦電流変化による第１の信号要
素と、局部欠陥または金属断面欠損を示す磁束変化によ
る第２の信号要素とからなる第１の信号と、渦電流検知
器の下流に配設される磁束検知器が発生する、構造欠陥
を示す渦電流変化による第３の信号要素と、局部欠陥ま
たは金属断面欠損を示す磁束変化による第４の信号要素
からなる第２の信号とをデジタルプロセッサで処理する
ことにより、渦電流磁気飽和方法を実行して、構造欠陥
を容易にかつ正確に検知することを特徴とする長物磁性
材の構造欠陥を非破壊的に検査する方法および装置。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、磁性体であるワイヤーケーブ
ル、ロッド、パイプ等の長物材（長尺材）を被検査物と
する非破壊検査およびその評価を行う検査方法および装
置に関し、より詳しくは、被検査物の構造欠陥を検出す
る検査方法および装置に関する。
ル、ロッド、パイプ等の長物材（長尺材）を被検査物と
する非破壊検査およびその評価を行う検査方法および装
置に関し、より詳しくは、被検査物の構造欠陥を検出す
る検査方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】近年、ワイヤーケーブ
ル、パイプ等の長物材は主に３種類の欠陥について検査
が行われている。これら三種類の欠陥については以下に
詳述するが、そのいずれもが長物材の構造的均質性を表
す重要な指標となっている。
ル、パイプ等の長物材は主に３種類の欠陥について検査
が行われている。これら三種類の欠陥については以下に
詳述するが、そのいずれもが長物材の構造的均質性を表
す重要な指標となっている。
【０００３】まず、長物材に関する検査としては、金属
断面欠損（Loss of Metallic Cross-Sectional Area:Ｌ
ＭＡ）として知られる分布欠陥の検査が挙げられる。こ
の金属断面欠損は、腐食、摩耗または削摩等が原因で、
ワイヤーケーブル、パイプの金属断面部分に発生し、断
面部の肉厚を減少させる。
断面欠損（Loss of Metallic Cross-Sectional Area:Ｌ
ＭＡ）として知られる分布欠陥の検査が挙げられる。こ
の金属断面欠損は、腐食、摩耗または削摩等が原因で、
ワイヤーケーブル、パイプの金属断面部分に発生し、断
面部の肉厚を減少させる。
【０００４】次に、長物材に対する検査として、局部欠
陥（Localized Fault:ＬＦ）の検査が挙げられる。この
局部欠陥には、ケーブル内でのワイヤーの破断またはガ
スパイプの周方向に発生する亀裂等がある。
陥（Localized Fault:ＬＦ）の検査が挙げられる。この
局部欠陥には、ケーブル内でのワイヤーの破断またはガ
スパイプの周方向に発生する亀裂等がある。
【０００５】長物材に関する検査としては、さらに構造
欠陥（Structural Fault: ＳＦ）の検査が挙げられる。
構造欠陥とは、例えば、パイプでは、周壁に軸方向に発
生する応力腐食による亀裂、および焼き入れにより発生
するマルテンサイト組織の結晶であるハード・スッポト
を意味し、ワイヤーケーブルでは、ケーブル内のワイヤ
ーの撚りの緩みを意味する。
欠陥（Structural Fault: ＳＦ）の検査が挙げられる。
構造欠陥とは、例えば、パイプでは、周壁に軸方向に発
生する応力腐食による亀裂、および焼き入れにより発生
するマルテンサイト組織の結晶であるハード・スッポト
を意味し、ワイヤーケーブルでは、ケーブル内のワイヤ
ーの撚りの緩みを意味する。
【０００６】磁性体である長物材の金属断面欠損および
局部欠陥を検査する磁気検査方法はすでに実用に供され
ている。例えば、本願の出願人に譲渡されている米国特
許第４，６５９，９９１号では、磁性体である長物材の
金属断面欠損および局部欠陥を、非破壊でかつ磁気的に
検査する方法が開示されている。この方法は、磁石手段
の相反する磁極の間に位置する被検査物の中の飽和磁束
を誘導しており、この飽和磁束は、磁性体である被検査
物の断面積に直接相関がある。そして、磁束検知コイル
が、上記磁極間の被検査物近傍に配設され、被検査物中
に含まれる磁束を定量的に検知するために、上記磁石手
段とともに被検査物に対して移動する。
局部欠陥を検査する磁気検査方法はすでに実用に供され
ている。例えば、本願の出願人に譲渡されている米国特
許第４，６５９，９９１号では、磁性体である長物材の
金属断面欠損および局部欠陥を、非破壊でかつ磁気的に
検査する方法が開示されている。この方法は、磁石手段
の相反する磁極の間に位置する被検査物の中の飽和磁束
を誘導しており、この飽和磁束は、磁性体である被検査
物の断面積に直接相関がある。そして、磁束検知コイル
が、上記磁極間の被検査物近傍に配設され、被検査物中
に含まれる磁束を定量的に検知するために、上記磁石手
段とともに被検査物に対して移動する。
【０００７】上述したように、被検査物内の飽和磁束と
被検査物の断面積には直接相関関係があるので、金属断
面欠損は、磁束検知コイルを電子積分器に結合して、検
知することができる。同様に、磁気漏れ検知コイルが、
上記磁極間の被検査物近傍に配設され、漏れ磁束を定性
的に検知するため、上記磁石手段とともに被検査物に対
して移動する。ここで、漏れ磁束とは、被検査物内の局
部欠陥により発生する磁束のひずみが原因で被検査物
（磁気回路を構成する磁性体）からはずれて存在する磁
束を意味する。そして、局部欠陥は、漏れ磁束検知用微
分コイルで検知することができる。
被検査物の断面積には直接相関関係があるので、金属断
面欠損は、磁束検知コイルを電子積分器に結合して、検
知することができる。同様に、磁気漏れ検知コイルが、
上記磁極間の被検査物近傍に配設され、漏れ磁束を定性
的に検知するため、上記磁石手段とともに被検査物に対
して移動する。ここで、漏れ磁束とは、被検査物内の局
部欠陥により発生する磁束のひずみが原因で被検査物
（磁気回路を構成する磁性体）からはずれて存在する磁
束を意味する。そして、局部欠陥は、漏れ磁束検知用微
分コイルで検知することができる。
【０００８】しかしながら、金属断面欠損のように分布
して発生する欠陥であっても、構造欠陥を磁気検査装置
で検知する場合は、上述した各方法は必ずしも好ましい
結果をもたらしていない。これは、パイプの軸方向の応
力腐食により亀裂またはワイヤーケーブルの撚線の緩み
等の構造欠陥は通常、磁気センサーで検知できるほどに
充分な漏れ磁束を発生しないからである。
して発生する欠陥であっても、構造欠陥を磁気検査装置
で検知する場合は、上述した各方法は必ずしも好ましい
結果をもたらしていない。これは、パイプの軸方向の応
力腐食により亀裂またはワイヤーケーブルの撚線の緩み
等の構造欠陥は通常、磁気センサーで検知できるほどに
充分な漏れ磁束を発生しないからである。
【０００９】さらに、構造欠陥が検知できない理由とし
て、構造欠陥は、検知が可能な程の欠損を金属の断面に
発生させるとは限らないからである。例えば、ワイヤー
ケーブルの撚線の緩みは構造的均質性の欠損の指標には
なるが、金属の断面積の欠損の指標になるとは限らな
い。長物材に分布する構造欠陥の検知に関する上述の問
題を克服するには、新規の方法の開発が望まれている。
て、構造欠陥は、検知が可能な程の欠損を金属の断面に
発生させるとは限らないからである。例えば、ワイヤー
ケーブルの撚線の緩みは構造的均質性の欠損の指標には
なるが、金属の断面積の欠損の指標になるとは限らな
い。長物材に分布する構造欠陥の検知に関する上述の問
題を克服するには、新規の方法の開発が望まれている。
【００１０】その解決策の一つとして、漏れ磁束検知技
術と対極をなす、渦電流技術を用いたものが知られてい
る。例えば、米国特許第４，８２７，２１５号には、ワ
イヤーケーブルの構造欠陥を三極磁石を用いて検知する
ことが記載されている。この特許に開示されている装置
は、同じ極性を持つ２本のエンドポール（磁極）と、該
２本のポールの中央に配置された上記２本のエンドポー
ルとは反対の極性を持つ共通ポールを備えている。この
三極磁石の目的は、ワイヤケーブル内の近接する２つの
部分に、軸方向に延びた二つの対向する飽和磁場を誘導
することにある。そして、各磁場は、ワイヤケーブル内
の近接する２つの部分のそれぞれと共通ポールに関連し
ており、各磁場は各エンドポールに向かって延びてい
る。共通ポールの近傍では、ワイヤーケーブル内の磁束
の方向に変化が生じる。そして、磁束がゼロになるワイ
ヤーケーブルの長手方向に沿った位置を澱み点と定義し
ている。
術と対極をなす、渦電流技術を用いたものが知られてい
る。例えば、米国特許第４，８２７，２１５号には、ワ
イヤーケーブルの構造欠陥を三極磁石を用いて検知する
ことが記載されている。この特許に開示されている装置
は、同じ極性を持つ２本のエンドポール（磁極）と、該
２本のポールの中央に配置された上記２本のエンドポー
ルとは反対の極性を持つ共通ポールを備えている。この
三極磁石の目的は、ワイヤケーブル内の近接する２つの
部分に、軸方向に延びた二つの対向する飽和磁場を誘導
することにある。そして、各磁場は、ワイヤケーブル内
の近接する２つの部分のそれぞれと共通ポールに関連し
ており、各磁場は各エンドポールに向かって延びてい
る。共通ポールの近傍では、ワイヤーケーブル内の磁束
の方向に変化が生じる。そして、磁束がゼロになるワイ
ヤーケーブルの長手方向に沿った位置を澱み点と定義し
ている。
【００１１】ファラデーの法則により、渦電流は共通ポ
ール近傍のワイヤーケーブル内に発生する。すなわち、
ワイヤーケーブルが磁気検査装置に対して移動する際に
ケーブル内の長手方向の磁束が変化するからである。ま
た、レンツの法則により、渦電流は、上記の磁石により
誘導される磁束に対抗する新たな磁束（以下、対抗磁束
という）を発生させる。渦電流はワイヤーケーブルまた
はパイプの電磁的特性の関数となっているので、どのよ
うな構造欠陥でも渦電流の流れのパターンを変化させる
ことができる。そして、渦電流の流れのパターンの変化
は、通常は安定している対抗磁束をも変化させる。この
対抗磁束の変化は、コイルやホール発電機等の磁気セン
サーによって検知できる。このように、共通ポール近傍
にセンサーを配置すると、ワイヤーケーブル（被検査
物）に発生する構造欠陥による渦電流の変化を検知する
ことができる。また、センサーを澱み点に配置すると、
対抗磁束の干渉が少ないので、渦電流の変化を検知する
には好ましい。すなわち、磁束は共通ポールおよび澱み
点近傍で実質的にゼロとなるからである。
ール近傍のワイヤーケーブル内に発生する。すなわち、
ワイヤーケーブルが磁気検査装置に対して移動する際に
ケーブル内の長手方向の磁束が変化するからである。ま
た、レンツの法則により、渦電流は、上記の磁石により
誘導される磁束に対抗する新たな磁束（以下、対抗磁束
という）を発生させる。渦電流はワイヤーケーブルまた
はパイプの電磁的特性の関数となっているので、どのよ
うな構造欠陥でも渦電流の流れのパターンを変化させる
ことができる。そして、渦電流の流れのパターンの変化
は、通常は安定している対抗磁束をも変化させる。この
対抗磁束の変化は、コイルやホール発電機等の磁気セン
サーによって検知できる。このように、共通ポール近傍
にセンサーを配置すると、ワイヤーケーブル（被検査
物）に発生する構造欠陥による渦電流の変化を検知する
ことができる。また、センサーを澱み点に配置すると、
対抗磁束の干渉が少ないので、渦電流の変化を検知する
には好ましい。すなわち、磁束は共通ポールおよび澱み
点近傍で実質的にゼロとなるからである。
【００１２】米国特許第４，８２７，２１５号に開示さ
れている検査装置は、渦電流技術を利用したものだが、
磁気検査装置における渦電流の存在はすでに公知であ
る。例えば、１９７３年にスイスで刊行されたウルス・
バルトハーザー・マイヤー(UrsBalthasar Meyer)の著書
「電線の電磁試験」（DIE ELECTROMAGNETISCHE PRUFUNG
VON DRAHTESEILEN）には、長手方向の磁束を歪めること
から、渦電流は寄生虫であると記載されている。
れている検査装置は、渦電流技術を利用したものだが、
磁気検査装置における渦電流の存在はすでに公知であ
る。例えば、１９７３年にスイスで刊行されたウルス・
バルトハーザー・マイヤー(UrsBalthasar Meyer)の著書
「電線の電磁試験」（DIE ELECTROMAGNETISCHE PRUFUNG
VON DRAHTESEILEN）には、長手方向の磁束を歪めること
から、渦電流は寄生虫であると記載されている。
【００１３】上述した磁気検査装置の問題点は、装置が
大きな三極磁石を使用し、かつ渦電流を誘導するための
長手方向の磁束の変化と、センサーの配置に好ましい澱
み点の関係はエンドポールにも存在するという事実を見
過ごしていたことである。換言すれば、エンドポールに
も長手方向の磁束の変化と澱み点が存在するので、構造
欠陥を検知する磁気検査装置の構造を単純化（小型化）
できるのである。
大きな三極磁石を使用し、かつ渦電流を誘導するための
長手方向の磁束の変化と、センサーの配置に好ましい澱
み点の関係はエンドポールにも存在するという事実を見
過ごしていたことである。換言すれば、エンドポールに
も長手方向の磁束の変化と澱み点が存在するので、構造
欠陥を検知する磁気検査装置の構造を単純化（小型化）
できるのである。
【００１４】
【発明の目的】本発明は、上記の問題に鑑みなされたも
ので、磁性体の長物材の構造欠陥を検知する簡易な方法
および装置を提供することを、目的とする。本願の方法
および装置によれば、パイプの長手方向の応力腐食によ
る亀裂、ハードスポット、製造時に発生する製品のシ
ワ、残留応力または曲げ・弛みによる応力、およびワイ
ヤーの緩みによる撚線ケーブルの接触状態の変化といっ
た構造欠陥を、容易に検知することができる。
ので、磁性体の長物材の構造欠陥を検知する簡易な方法
および装置を提供することを、目的とする。本願の方法
および装置によれば、パイプの長手方向の応力腐食によ
る亀裂、ハードスポット、製造時に発生する製品のシ
ワ、残留応力または曲げ・弛みによる応力、およびワイ
ヤーの緩みによる撚線ケーブルの接触状態の変化といっ
た構造欠陥を、容易に検知することができる。
【００１５】また、本発明は、より高い感度で構造欠陥
を検知することができる、検知作動中に発生するノイズ
を大幅に減少させた渦電流磁気飽和方法を提供すること
を、目的とする。
を検知することができる、検知作動中に発生するノイズ
を大幅に減少させた渦電流磁気飽和方法を提供すること
を、目的とする。
【００１６】さらに、本発明は、被検査物である長物材
の内側または外側から構造欠陥を検知できる方法および
装置を提供することを、目的とする。
の内側または外側から構造欠陥を検知できる方法および
装置を提供することを、目的とする。
【００１７】
【発明の概要】本発明は、ワイヤーケーブル、ロッド、
パイプ等の磁性体からなる長物材の構造欠陥を非破壊的
に検査する磁気検査装置において、軸方向に移動される
被検査物に沿って所定間隔で配設された、相反する極性
の二つのエンドポールを有する磁気手段と、上記一方の
エンドポール近傍に設けられた渦電流検知手段と、上記
他方のエンドポール近傍に設けられた磁束検知手段と、
被検査物の構造欠陥を検出する手段と、を備えているこ
とを特徴とする。
パイプ等の磁性体からなる長物材の構造欠陥を非破壊的
に検査する磁気検査装置において、軸方向に移動される
被検査物に沿って所定間隔で配設された、相反する極性
の二つのエンドポールを有する磁気手段と、上記一方の
エンドポール近傍に設けられた渦電流検知手段と、上記
他方のエンドポール近傍に設けられた磁束検知手段と、
被検査物の構造欠陥を検出する手段と、を備えているこ
とを特徴とする。
【００１８】この磁気手段は、上記二つのエンドポール
の間において被検査物内の第１の区間に形成される行き
磁路と、磁気手段内の強磁性体内に形成される戻り磁路
とを有する第１の磁束回路と、上記二つのエンドポール
のいずれか一方の近傍でかつ上記第１の区間に隣接する
第２の区間において被検査物内に形成される行き磁路
と、被検査物の外部に形成される戻り磁路とを有する第
２の磁束回路と、を誘導する。そして、この第１の磁束
回路と第２の磁束回路によって被検査物内にそれぞれ形
成される行き磁路は、互いに反対方向となる。
の間において被検査物内の第１の区間に形成される行き
磁路と、磁気手段内の強磁性体内に形成される戻り磁路
とを有する第１の磁束回路と、上記二つのエンドポール
のいずれか一方の近傍でかつ上記第１の区間に隣接する
第２の区間において被検査物内に形成される行き磁路
と、被検査物の外部に形成される戻り磁路とを有する第
２の磁束回路と、を誘導する。そして、この第１の磁束
回路と第２の磁束回路によって被検査物内にそれぞれ形
成される行き磁路は、互いに反対方向となる。
【００１９】そして、上記一方のエンドポール近傍に設
けられた渦電流検知手段と、上記他方のエンドポール近
傍に設けられた磁束検知手段と、この渦電流検知手段と
磁束検知手段からの出力信号を用いて、被検査物の構造
欠陥を検出する。
けられた渦電流検知手段と、上記他方のエンドポール近
傍に設けられた磁束検知手段と、この渦電流検知手段と
磁束検知手段からの出力信号を用いて、被検査物の構造
欠陥を検出する。
【００２０】本発明を、パイプ等の中空の長物材を被検
査物として、構造欠陥を非破壊的に、被検査物の内部か
ら検査する内部磁気検査装置に適用することもできる。
査物として、構造欠陥を非破壊的に、被検査物の内部か
ら検査する内部磁気検査装置に適用することもできる。
【００２１】本発明は、また以下の（１）から（５）の
ような工程からなる方法により実施することができる。
すなわち、ワイヤーケーブル、ロッド、パイプ等の長物
材を被検査物として、構造欠陥を非破壊的に検査する方
法であって、（１）所定間隔で配設された対抗する第１
および第２のエンドポール間に、被検査物内の第１の区
間を介して、形成される第１の磁束を、磁気手段により
磁気的に飽和した状態で誘導する工程と、（２）被検査
物内の第１の区間近傍の第２の区間を介して、磁気手段
により、第１の磁束とは反対方向に作用し、その第１の
磁束との合流部は第１のエンドポール近傍にある、第２
の磁束を誘導し、かつ上記合流部を澱み点として設定
（認識）する工程と、（３）磁気装置の第２のエンドポ
ールの、被検査物の移動方向に対して、上流側に配設さ
れている上記第１のエンドポールを通過する、被検査物
の所定部分内の磁束の変化により、この所定部分に、被
検査物の軸回りに渦電流を発生させるように、磁気装置
と誘導された第１および第２の磁束を、被検査物に対し
て長手方向の移動させる工程と、からなる構造欠陥を非
破壊的に検査する方法は、さらに、移動する被検査物の
所定部分が、第１のエンドポール直近の下流側を通過す
るときに、該所定部分から第１の信号を発生させる工程
であって、この工程では、該所定部分は、磁気的に飽和
状態またはそれに近い状態でかつ渦電流の発生を伴って
おり、また第１の信号は、構造欠陥を示す渦電流の変化
による第１の信号要素、および金属断面欠損または局部
欠陥を示す第２の信号要素とからなる第１の信号を発生
させる工程と、（４）上記第１の信号の発生に続いて、
移動する被検査物の所定部分が、第２のエンドポール直
近の上流側を通過するときに、該所定部分から第２の信
号を発生させる工程であって、この工程では、該所定部
分は、磁気的に飽和状態またはそれに近い状態であり、
第１の信号を発生させる工程からの時間の経過により渦
電流は実質的に減衰しており、また第２の信号は、構造
欠陥を示す渦電流の変化による第３信号要素、および金
属断面欠損または局部欠陥を示す第４信号要素とからな
る第２の信号を発生させる工程と、（５）移動する被検
査物の所定部分に存在する構造欠陥の位置と大きさを、
上記第１および第２の信号から検出する工程、とからな
る構造欠陥を非破壊的に検査する方法。
ような工程からなる方法により実施することができる。
すなわち、ワイヤーケーブル、ロッド、パイプ等の長物
材を被検査物として、構造欠陥を非破壊的に検査する方
法であって、（１）所定間隔で配設された対抗する第１
および第２のエンドポール間に、被検査物内の第１の区
間を介して、形成される第１の磁束を、磁気手段により
磁気的に飽和した状態で誘導する工程と、（２）被検査
物内の第１の区間近傍の第２の区間を介して、磁気手段
により、第１の磁束とは反対方向に作用し、その第１の
磁束との合流部は第１のエンドポール近傍にある、第２
の磁束を誘導し、かつ上記合流部を澱み点として設定
（認識）する工程と、（３）磁気装置の第２のエンドポ
ールの、被検査物の移動方向に対して、上流側に配設さ
れている上記第１のエンドポールを通過する、被検査物
の所定部分内の磁束の変化により、この所定部分に、被
検査物の軸回りに渦電流を発生させるように、磁気装置
と誘導された第１および第２の磁束を、被検査物に対し
て長手方向の移動させる工程と、からなる構造欠陥を非
破壊的に検査する方法は、さらに、移動する被検査物の
所定部分が、第１のエンドポール直近の下流側を通過す
るときに、該所定部分から第１の信号を発生させる工程
であって、この工程では、該所定部分は、磁気的に飽和
状態またはそれに近い状態でかつ渦電流の発生を伴って
おり、また第１の信号は、構造欠陥を示す渦電流の変化
による第１の信号要素、および金属断面欠損または局部
欠陥を示す第２の信号要素とからなる第１の信号を発生
させる工程と、（４）上記第１の信号の発生に続いて、
移動する被検査物の所定部分が、第２のエンドポール直
近の上流側を通過するときに、該所定部分から第２の信
号を発生させる工程であって、この工程では、該所定部
分は、磁気的に飽和状態またはそれに近い状態であり、
第１の信号を発生させる工程からの時間の経過により渦
電流は実質的に減衰しており、また第２の信号は、構造
欠陥を示す渦電流の変化による第３信号要素、および金
属断面欠損または局部欠陥を示す第４信号要素とからな
る第２の信号を発生させる工程と、（５）移動する被検
査物の所定部分に存在する構造欠陥の位置と大きさを、
上記第１および第２の信号から検出する工程、とからな
る構造欠陥を非破壊的に検査する方法。
【００２２】
【発明の実施例】本発明の実施例を図面に沿って説明す
る。図１は、ワイヤーケーブルまたはパイプＰのような
磁性体の長物材の非破壊検査を行う磁気検査装置１０の
作動状態を示す概略図である。長物材がパイプの場合、
構造欠陥は、パイプ周壁の長手方向の亀裂、ハードスポ
ット、製造時に発生する製品のシワ、残留応力、曲げ・
弛みによる応力等により発生することが知られている。
る。図１は、ワイヤーケーブルまたはパイプＰのような
磁性体の長物材の非破壊検査を行う磁気検査装置１０の
作動状態を示す概略図である。長物材がパイプの場合、
構造欠陥は、パイプ周壁の長手方向の亀裂、ハードスポ
ット、製造時に発生する製品のシワ、残留応力、曲げ・
弛みによる応力等により発生することが知られている。
【００２３】磁気検査装置１０には、相反する極性を有
するエンドポール１２，１４が、パイプＰの一側面に沿
った所定位置（ステーション）Ｓ１，Ｓ２において、磁
極片１３，１５の近傍に配設されている。さらに、エン
ドポール１２，１４は強磁性体バー２０に接続されてい
る。これにより、ステーションＳ１，Ｓ２の間におい
て、パイプＰ内の磁束の行き磁路と、強磁性体バー２０
内の磁束の戻り磁路とからなる磁束回路が形成される。
そして、エンドポール１２，１４は、ステーションＳ
１，Ｓ２の間に位置するパイプ内に、磁束ＦＡの一部を
誘導する。
するエンドポール１２，１４が、パイプＰの一側面に沿
った所定位置（ステーション）Ｓ１，Ｓ２において、磁
極片１３，１５の近傍に配設されている。さらに、エン
ドポール１２，１４は強磁性体バー２０に接続されてい
る。これにより、ステーションＳ１，Ｓ２の間におい
て、パイプＰ内の磁束の行き磁路と、強磁性体バー２０
内の磁束の戻り磁路とからなる磁束回路が形成される。
そして、エンドポール１２，１４は、ステーションＳ
１，Ｓ２の間に位置するパイプ内に、磁束ＦＡの一部を
誘導する。
【００２４】この磁気検査装置１０には、パイプＰの他
側面に、同様のもう一組の相反する極性を有するエンド
ポール１６，１８が磁極片１７，１９近傍に配設されて
いる。さらに、エンドポール１６，１８は、強磁性体バ
ー２２に接続されている。これにより、ステーションＳ
１，Ｓ２の間において、パイプＰ内の磁束の行き磁路
と、強磁性体バー２２内の磁束の戻り磁路とを有する磁
束回路が形成される。ステーションＳ１，Ｓ２間の磁束
ＦＡを強くするために、パイプＰを挟んで対向するエン
ドポール１２，１６、およびエンドポール１４，１８は
同じ極性を有している。
側面に、同様のもう一組の相反する極性を有するエンド
ポール１６，１８が磁極片１７，１９近傍に配設されて
いる。さらに、エンドポール１６，１８は、強磁性体バ
ー２２に接続されている。これにより、ステーションＳ
１，Ｓ２の間において、パイプＰ内の磁束の行き磁路
と、強磁性体バー２２内の磁束の戻り磁路とを有する磁
束回路が形成される。ステーションＳ１，Ｓ２間の磁束
ＦＡを強くするために、パイプＰを挟んで対向するエン
ドポール１２，１６、およびエンドポール１４，１８は
同じ極性を有している。
【００２５】エンドポール１２は、ステーションＳ１に
おいて、上述のパイプＰ中の磁束ＦＡとは反対方向の磁
束ＦＢを誘導する。この磁束ＦＢは、パイプＰ中に行き
磁路を有する磁束回路を誘導する。この磁束ＦＢの行き
磁路は磁束ＦＡの磁束回路の隣りに形成される。この磁
束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体（空気）中に
戻り磁路を形成する。また、ステーションＳ１におい
て、エンドポール１６は、エンドポール１２と同様に磁
束ＦＢの一部を誘導する。このエンドポール１６が形成
する磁束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体（空
気）中に戻り磁路を形成する。
おいて、上述のパイプＰ中の磁束ＦＡとは反対方向の磁
束ＦＢを誘導する。この磁束ＦＢは、パイプＰ中に行き
磁路を有する磁束回路を誘導する。この磁束ＦＢの行き
磁路は磁束ＦＡの磁束回路の隣りに形成される。この磁
束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体（空気）中に
戻り磁路を形成する。また、ステーションＳ１におい
て、エンドポール１６は、エンドポール１２と同様に磁
束ＦＢの一部を誘導する。このエンドポール１６が形成
する磁束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体（空
気）中に戻り磁路を形成する。
【００２６】一方、エンドポール１４は、ステーション
Ｓ２において、上述のパイプＰ中の磁束ＦＡとは反対方
向の磁束ＦＣを誘導する。この磁束ＦＣは、パイプＰ中
に行き磁路を有する磁束回路を誘導する。この磁束ＦＣ
の行き磁路は磁束ＦＡの磁束回路の隣りに形成される。
この磁束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体（空
気）中に戻り磁路を形成する。また、ステーションＳ２
において、エンドポール１８は、エンドポール１４と同
様に磁束ＦＣの一部を誘導する。このエンドポール１８
が形成する磁束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体
（空気）中に戻り磁路を形成する。ステーションＳ１の
パイプＰ内におけるエンドポール１２，１６による長手
方向の磁束ＦＡ、ＦＢの変化は、両磁束ＦＡ、ＦＢの長
手方向成分がゼロになる澱み点ＳＰ１となる。同様に、
ステーションＳ２のパイプＰにおけるエンドポール１
４，１８による長手方向の磁束ＦＡ、ＦＣの変化は、両
磁束ＦＡ，ＦＣの長手方向成分がゼロになる澱み点ＳＰ
２となる。これら澱み点ＳＰ１，ＳＰ２、磁束の方向の
反転（すなわち、長手方向の磁束の極性の反転）は図２
に示されている。
Ｓ２において、上述のパイプＰ中の磁束ＦＡとは反対方
向の磁束ＦＣを誘導する。この磁束ＦＣは、パイプＰ中
に行き磁路を有する磁束回路を誘導する。この磁束ＦＣ
の行き磁路は磁束ＦＡの磁束回路の隣りに形成される。
この磁束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体（空
気）中に戻り磁路を形成する。また、ステーションＳ２
において、エンドポール１８は、エンドポール１４と同
様に磁束ＦＣの一部を誘導する。このエンドポール１８
が形成する磁束回路は、パイプＰの外側を取り囲む媒体
（空気）中に戻り磁路を形成する。ステーションＳ１の
パイプＰ内におけるエンドポール１２，１６による長手
方向の磁束ＦＡ、ＦＢの変化は、両磁束ＦＡ、ＦＢの長
手方向成分がゼロになる澱み点ＳＰ１となる。同様に、
ステーションＳ２のパイプＰにおけるエンドポール１
４，１８による長手方向の磁束ＦＡ、ＦＣの変化は、両
磁束ＦＡ，ＦＣの長手方向成分がゼロになる澱み点ＳＰ
２となる。これら澱み点ＳＰ１，ＳＰ２、磁束の方向の
反転（すなわち、長手方向の磁束の極性の反転）は図２
に示されている。
【００２７】ファラデーの法則により、パイプＰがエン
ドポール１２，１４，１６，１８に対して１００ｆｐｍ
（分速約３０．５ｍ）から１８ｍｐｈ（時速約４８３．
１ｍ）以上の速度で移動すると、両ステーションＳ１，
Ｓ２における急激な長手方向の磁束の変化は、パイプＰ
内で大きな周辺渦電流を誘導する。また、レンツの法則
により、この周辺渦電流により、通常は安定している磁
束（対抗磁束）が誘導されるが、この対抗磁束は、エン
ドポール１２，１４，１６，１８により誘導された磁束
の変化に対抗するように作用する。周辺渦電流の大きさ
は、パイプＰの透磁率の関数となり、パイプの長手方向
の亀裂またはワイヤーケーブルの撚線の緩み等の構造欠
陥はパイプＰ表面の透磁率を変化させる。この結果、透
磁率の変化は、通常は安定している周辺渦電流の大きさ
と対抗磁束を変化させる。このように、渦電流の変化は
パイプＰの構造欠陥の検知の尺度となる。例えば、ホー
ル効果センサーまたは磁束検知コイル等の渦電流検知手
段を、本実施例でエンドポールがステーションＳ１に配
置されているように、エンドポールの近傍に配置して、
パイプＰが磁気検査装置１０に対して移動する時に、構
造欠陥が原因の渦電流の変化を検知するようにしてもよ
い。
ドポール１２，１４，１６，１８に対して１００ｆｐｍ
（分速約３０．５ｍ）から１８ｍｐｈ（時速約４８３．
１ｍ）以上の速度で移動すると、両ステーションＳ１，
Ｓ２における急激な長手方向の磁束の変化は、パイプＰ
内で大きな周辺渦電流を誘導する。また、レンツの法則
により、この周辺渦電流により、通常は安定している磁
束（対抗磁束）が誘導されるが、この対抗磁束は、エン
ドポール１２，１４，１６，１８により誘導された磁束
の変化に対抗するように作用する。周辺渦電流の大きさ
は、パイプＰの透磁率の関数となり、パイプの長手方向
の亀裂またはワイヤーケーブルの撚線の緩み等の構造欠
陥はパイプＰ表面の透磁率を変化させる。この結果、透
磁率の変化は、通常は安定している周辺渦電流の大きさ
と対抗磁束を変化させる。このように、渦電流の変化は
パイプＰの構造欠陥の検知の尺度となる。例えば、ホー
ル効果センサーまたは磁束検知コイル等の渦電流検知手
段を、本実施例でエンドポールがステーションＳ１に配
置されているように、エンドポールの近傍に配置して、
パイプＰが磁気検査装置１０に対して移動する時に、構
造欠陥が原因の渦電流の変化を検知するようにしてもよ
い。
【００２８】次に、図２について説明する。図２は、パ
イプＰが、磁気検査装置１０に対して、図中左側から右
側に移動した時の、エンドポール１２，１６，１４，１
８により誘導された、長手方向の磁束の変化を示してい
る。エンドポール１２，１６により誘導される磁束の急
激な反転が澱み点ＳＰ１で発生し、磁極片１３，１７に
対向するパイプＰ内に渦電流を発生させる。同様に、エ
ンドポール１４，１８により誘導される磁束の急激な反
転が澱み点ＳＰ２で発生し、磁極片１５，１９に対向す
るパイプＰ内に渦電流を発生させる。ステーションＳ
１，Ｓ２のうち少なくともいずれか一方の近傍に配設さ
れた渦電流検知手段（後述）により、エンドポールを通
過するパイプＰに構造欠陥が存在すると、エンドポール
に対向する位置で誘導される（通常は安定している）渦
電流の変化が検知される。なお、磁気検査装置１０はす
でに図１で説明しているので、図２においては、澱み点
ＳＰ１，ＳＰ２の位置を確認のためエンドポール１６，
１８に関連した部分のみを示している。
イプＰが、磁気検査装置１０に対して、図中左側から右
側に移動した時の、エンドポール１２，１６，１４，１
８により誘導された、長手方向の磁束の変化を示してい
る。エンドポール１２，１６により誘導される磁束の急
激な反転が澱み点ＳＰ１で発生し、磁極片１３，１７に
対向するパイプＰ内に渦電流を発生させる。同様に、エ
ンドポール１４，１８により誘導される磁束の急激な反
転が澱み点ＳＰ２で発生し、磁極片１５，１９に対向す
るパイプＰ内に渦電流を発生させる。ステーションＳ
１，Ｓ２のうち少なくともいずれか一方の近傍に配設さ
れた渦電流検知手段（後述）により、エンドポールを通
過するパイプＰに構造欠陥が存在すると、エンドポール
に対向する位置で誘導される（通常は安定している）渦
電流の変化が検知される。なお、磁気検査装置１０はす
でに図１で説明しているので、図２においては、澱み点
ＳＰ１，ＳＰ２の位置を確認のためエンドポール１６，
１８に関連した部分のみを示している。
【００２９】この磁気検査装置１０は、構造欠陥の検知
にのみに限定されることはない。本磁気検査装置１０
は、前述の米国特許第４，６５９，９９１号に開示され
ているように、長手方向の磁束ＦＡが飽和するステーシ
ョンＳ１，Ｓ２間に、金属断面欠損または／および局部
欠陥検知用のセンサーを備えてもよい。さらに、本磁気
検査装置１０は、二極のエンドポールを有する装置に限
定されるものではなく、渦電流変化検知装置は二極以上
のエンドポールを有する装置に用いてもよい。
にのみに限定されることはない。本磁気検査装置１０
は、前述の米国特許第４，６５９，９９１号に開示され
ているように、長手方向の磁束ＦＡが飽和するステーシ
ョンＳ１，Ｓ２間に、金属断面欠損または／および局部
欠陥検知用のセンサーを備えてもよい。さらに、本磁気
検査装置１０は、二極のエンドポールを有する装置に限
定されるものではなく、渦電流変化検知装置は二極以上
のエンドポールを有する装置に用いてもよい。
【００３０】図３ないし図５には、図１の磁気検査装置
１０の構造が詳細に示されている。図３に示すように、
磁気検査装置１０は三個の独立したハウジング３０，３
２，３４を備えており、各ハウジングはそれぞれ上部ハ
ウジング半体３６，３８，４０および下部ハウジング半
体４２，４４，４６から構成されている。これら上部ハ
ウジング半体と下部ハウジング半体はヒンジ４８（図
５）で開閉自在に結合されている。上部ハウジング半体
３６，３８，４０と下部ハウジング半体４２，４４，４
６は、被検査物である磁性体の長物材が移動する中央通
路５０を形成する。なお、磁性体の長物材としてはパイ
プ等があるが、本実施例ではケーブルＣとしている。さ
らに、上部ハウジング半体と下部ハウジング半体の当接
面は、ケーブルＣの長手方向に亘って中央通路５０を分
割し、ケーブルＣの装着・取り外しを可能にする分離面
５２を形成する。さらに、具体的には、各ハウジングの
ヒンジ４８が配設されている面の、中央通路５０を挟ん
で反対側の面には、ラッチ５４が配設されている。そし
て、上部ハウジング半体３６と対応する下部ハウジング
半体４２は、ラッチ５４により、中央通路５０を確保す
るための所定位置に位置決めされる。上部ハウジング半
体３８と対応する下部ハウジング半体４４、および上部
ハウジング半体４０と対応する下部ハウジング半体４６
も同様に、ラッチ５４により、中央通路５０を確保する
ための所定位置に位置決めされる。なお、ハウジング３
０，３２，３４は、一体に構成しても、また本出願人の
米国特許出願第０７／８８８，５８７号に示すようにさ
らに分割して構成してもよい。
１０の構造が詳細に示されている。図３に示すように、
磁気検査装置１０は三個の独立したハウジング３０，３
２，３４を備えており、各ハウジングはそれぞれ上部ハ
ウジング半体３６，３８，４０および下部ハウジング半
体４２，４４，４６から構成されている。これら上部ハ
ウジング半体と下部ハウジング半体はヒンジ４８（図
５）で開閉自在に結合されている。上部ハウジング半体
３６，３８，４０と下部ハウジング半体４２，４４，４
６は、被検査物である磁性体の長物材が移動する中央通
路５０を形成する。なお、磁性体の長物材としてはパイ
プ等があるが、本実施例ではケーブルＣとしている。さ
らに、上部ハウジング半体と下部ハウジング半体の当接
面は、ケーブルＣの長手方向に亘って中央通路５０を分
割し、ケーブルＣの装着・取り外しを可能にする分離面
５２を形成する。さらに、具体的には、各ハウジングの
ヒンジ４８が配設されている面の、中央通路５０を挟ん
で反対側の面には、ラッチ５４が配設されている。そし
て、上部ハウジング半体３６と対応する下部ハウジング
半体４２は、ラッチ５４により、中央通路５０を確保す
るための所定位置に位置決めされる。上部ハウジング半
体３８と対応する下部ハウジング半体４４、および上部
ハウジング半体４０と対応する下部ハウジング半体４６
も同様に、ラッチ５４により、中央通路５０を確保する
ための所定位置に位置決めされる。なお、ハウジング３
０，３２，３４は、一体に構成しても、また本出願人の
米国特許出願第０７／８８８，５８７号に示すようにさ
らに分割して構成してもよい。
【００３１】図４および図５には、図３に示した磁気検
査装置１０の内部構造が示されている。下部ハウジング
半体４２において、磁極片１７には、中央通路５０の下
半分を形成する円筒状の案内部１７ａが形成されてい
る。案内部１７ａとは反対側で下部ハウジング半体４２
の底面に対向する面は下部ハウジング半体４２の底面に
平行であり、該平行面には、中央通路５０の半径方向に
磁化されたエンドポール１６が当接している。案内部１
７ａの周方向に沿った磁極片１７内部には、中央通路５
０の下半分を覆うように２本の環状平行溝６０が形成さ
れている。そして、平行溝６０には、ケーブルＣ表面の
渦電流の変化を検知するヨーク型の磁束検知コイル６２
（渦電流検知手段）が組み込まれている。また、下部ハ
ウジング半体４４には、エンドポールおよび磁極片は配
設されてはいないが、中央通路５０の形状に沿った半円
筒状の貫通部（図示せず）を備えている。
査装置１０の内部構造が示されている。下部ハウジング
半体４２において、磁極片１７には、中央通路５０の下
半分を形成する円筒状の案内部１７ａが形成されてい
る。案内部１７ａとは反対側で下部ハウジング半体４２
の底面に対向する面は下部ハウジング半体４２の底面に
平行であり、該平行面には、中央通路５０の半径方向に
磁化されたエンドポール１６が当接している。案内部１
７ａの周方向に沿った磁極片１７内部には、中央通路５
０の下半分を覆うように２本の環状平行溝６０が形成さ
れている。そして、平行溝６０には、ケーブルＣ表面の
渦電流の変化を検知するヨーク型の磁束検知コイル６２
（渦電流検知手段）が組み込まれている。また、下部ハ
ウジング半体４４には、エンドポールおよび磁極片は配
設されてはいないが、中央通路５０の形状に沿った半円
筒状の貫通部（図示せず）を備えている。
【００３２】下部ハウジング半体４６においても、磁極
片１９には、中央通路５０の下半分の形成する円筒状の
案内部１９ａが形成されている。案内部１９ａとは反対
側で下部ハウジング半体４６の底面に対向する面は下部
ハウジング半体４６の底面に平行であり、該平行面に、
中央通路５０の半径方向に磁化され、かつエンドポール
１６とは反対の極性を有するエンドポール１８が当接し
ている。
片１９には、中央通路５０の下半分の形成する円筒状の
案内部１９ａが形成されている。案内部１９ａとは反対
側で下部ハウジング半体４６の底面に対向する面は下部
ハウジング半体４６の底面に平行であり、該平行面に、
中央通路５０の半径方向に磁化され、かつエンドポール
１６とは反対の極性を有するエンドポール１８が当接し
ている。
【００３３】エンドポール１６，１８は、下部ハウジン
グ半体４２，４６内の強磁性体バー２２ａ，２２ｂにそ
れぞれ接続されている。強磁性体バー２２ａ，２２ｂ
は、下部ハウジング半体４４内の中間バー２２ｃに接続
しており、下部ハウジング半体４２，４４，４６を貫通
する磁束経路を構成している。すなわち、強磁性体バー
２２ａ，２２ｂ、２２ｃは、前述した、エンドポール１
６，１８に誘導された磁束の戻り磁路を構成する。
グ半体４２，４６内の強磁性体バー２２ａ，２２ｂにそ
れぞれ接続されている。強磁性体バー２２ａ，２２ｂ
は、下部ハウジング半体４４内の中間バー２２ｃに接続
しており、下部ハウジング半体４２，４４，４６を貫通
する磁束経路を構成している。すなわち、強磁性体バー
２２ａ，２２ｂ、２２ｃは、前述した、エンドポール１
６，１８に誘導された磁束の戻り磁路を構成する。
【００３４】中央通路５０の下半分を構成する、下部ハ
ウジング半体４２，４４の磁極片１７，１９の案内部１
７ａ，１９ａ、および下部ハウジング半体４６の貫通部
（図示せず）には、ケーブルＣが移動する時の摩擦を軽
減する半円筒形状のブッシュ５８ａ，５８ｂ，５８ｃが
配設されている。
ウジング半体４２，４４の磁極片１７，１９の案内部１
７ａ，１９ａ、および下部ハウジング半体４６の貫通部
（図示せず）には、ケーブルＣが移動する時の摩擦を軽
減する半円筒形状のブッシュ５８ａ，５８ｂ，５８ｃが
配設されている。
【００３５】上部ハウジング半体３６，３８，４０は、
上記の下部ハウジング半体４２，４４，４６と同様の構
成を有する。まず、上部ハウジング半体３６において、
磁極片１３には、中央通路５０の上半分を形成する円筒
状の案内部１３ａが形成されている。案内部１３ａとは
反対側で上部ハウジング半体３６の上底面に対向する面
は上部ハウジング半体３６の上底面に平行であり、該平
行面に、中央通路５０の半径方向に磁化されたエンドポ
ール１２が当接している。
上記の下部ハウジング半体４２，４４，４６と同様の構
成を有する。まず、上部ハウジング半体３６において、
磁極片１３には、中央通路５０の上半分を形成する円筒
状の案内部１３ａが形成されている。案内部１３ａとは
反対側で上部ハウジング半体３６の上底面に対向する面
は上部ハウジング半体３６の上底面に平行であり、該平
行面に、中央通路５０の半径方向に磁化されたエンドポ
ール１２が当接している。
【００３６】案内部１３ａの周方向に沿った磁極片１３
内部には、中央通路５０の上半分を覆うように２本の環
状平行溝６４が形成されている。そして、平行溝６４に
は、ケーブルＣ表面の渦電流の変化を検知するヨーク型
の磁束検知コイル６６（渦電流検知手段）が組み込まれ
ている。また、上部ハウジング半体３８には、エンドポ
ールおよび磁極片は配設されてはいないが、中央通路５
０の形状に沿った半円筒状の貫通部（図示せず）を備え
ている。
内部には、中央通路５０の上半分を覆うように２本の環
状平行溝６４が形成されている。そして、平行溝６４に
は、ケーブルＣ表面の渦電流の変化を検知するヨーク型
の磁束検知コイル６６（渦電流検知手段）が組み込まれ
ている。また、上部ハウジング半体３８には、エンドポ
ールおよび磁極片は配設されてはいないが、中央通路５
０の形状に沿った半円筒状の貫通部（図示せず）を備え
ている。
【００３７】上部ハウジング半体４０においても、磁極
片１５には、中央通路５０の上半分の形成する円筒状の
案内部１５ａが形成されている。案内部１５ａとは反対
側で上部ハウジング半体４０の上底面に対向する面は上
部ハウジング半体４０の上底面に平行であり、該平行面
に、中央通路５０の半径方向に磁化され、かつエンドポ
ール１２とは反対の極性を有するエンドポール１４が当
接している。エンドポール１２，１４は、上部ハウジン
グ半体３６，４０内の強磁性体バー２０ａ，２０ｂにそ
れぞれ接続されている。強磁性体バー２２ａ，２２ｂ
は、上部ハウジング半体３８内の中間バー２０ｃに接続
されており、上部ハウジング半体３６，３８，４０を貫
通する磁束経路を構成している。すなわち、強磁性体バ
ー２０ａ，２０ｂ、２０ｃは、前述した、エンドポール
１２，１４に誘導された磁束の戻り磁路を構成する。
片１５には、中央通路５０の上半分の形成する円筒状の
案内部１５ａが形成されている。案内部１５ａとは反対
側で上部ハウジング半体４０の上底面に対向する面は上
部ハウジング半体４０の上底面に平行であり、該平行面
に、中央通路５０の半径方向に磁化され、かつエンドポ
ール１２とは反対の極性を有するエンドポール１４が当
接している。エンドポール１２，１４は、上部ハウジン
グ半体３６，４０内の強磁性体バー２０ａ，２０ｂにそ
れぞれ接続されている。強磁性体バー２２ａ，２２ｂ
は、上部ハウジング半体３８内の中間バー２０ｃに接続
されており、上部ハウジング半体３６，３８，４０を貫
通する磁束経路を構成している。すなわち、強磁性体バ
ー２０ａ，２０ｂ、２０ｃは、前述した、エンドポール
１２，１４に誘導された磁束の戻り磁路を構成する。
【００３８】中央通路５０の上半分を構成する、上部ハ
ウジング半体３６，４０の磁極片１３，１５の案内部１
３ａ，１５ａ、および上部ハウジング半体３８の貫通部
（図示せず）には、ケーブルＣが移動する時の摩擦を軽
減する半円筒形状のブッシュ５６ａ，５６ｂ，５６ｃｂ
が配置されている。
ウジング半体３６，４０の磁極片１３，１５の案内部１
３ａ，１５ａ、および上部ハウジング半体３８の貫通部
（図示せず）には、ケーブルＣが移動する時の摩擦を軽
減する半円筒形状のブッシュ５６ａ，５６ｂ，５６ｃｂ
が配置されている。
【００３９】次に、プラスチックブッシュを用いた実施
例を説明する。図６には、磁気検査装置１０に適用可能
な半円筒状のプラスチックブッシュ７０が示されてい
る。このプラスチックブッシュ７０は、取り付けフラン
ジ７２と周方向に形成された２本の溝７４とを備え、こ
れらの溝７４には、ヨーク形状の磁束検知コイルがケー
ブルＣの表面に向けて組み込まれている。したがって、
プラスチックブッシュ７０を上部ハウジング半体および
下部ハウジング半体に用いれば、図４に示すような、磁
極片に形成した溝６０，６４は不要となる。
例を説明する。図６には、磁気検査装置１０に適用可能
な半円筒状のプラスチックブッシュ７０が示されてい
る。このプラスチックブッシュ７０は、取り付けフラン
ジ７２と周方向に形成された２本の溝７４とを備え、こ
れらの溝７４には、ヨーク形状の磁束検知コイルがケー
ブルＣの表面に向けて組み込まれている。したがって、
プラスチックブッシュ７０を上部ハウジング半体および
下部ハウジング半体に用いれば、図４に示すような、磁
極片に形成した溝６０，６４は不要となる。
【００４０】図７および図８は、本発明の別の実施例を
示すものである。この実施例は、パイプＰのような中空
の長尺被検査物を内方から検査する内部磁気検査装置８
０に本発明を適用したものである。図７の矢印ＶＩＩＩ
−ＶＩＩＩ方向から見たパイプＰおよび内部磁気検査装
置８０の断面図を図８に示す。エンドポール８２，８
６，９０，９２（第１セット）は、強磁性体バー１１２
の一端部において、パイプＰの中心軸Ｏに対して中心角
９０度間隔で、強磁性体バー１１２を断面正方形に囲ん
で配設されている。エンドポール８２，８６，９０，９
２のパイプＰの中心軸に対向した面は、断面が実質的に
正方形である強磁性体バー１１２の外面に接合してい
る。そして、エンドポール８２，８６，９０，９２は、
強磁性体バー１１２の半径方向の極性と同様の極性を有
するように磁化されている。
示すものである。この実施例は、パイプＰのような中空
の長尺被検査物を内方から検査する内部磁気検査装置８
０に本発明を適用したものである。図７の矢印ＶＩＩＩ
−ＶＩＩＩ方向から見たパイプＰおよび内部磁気検査装
置８０の断面図を図８に示す。エンドポール８２，８
６，９０，９２（第１セット）は、強磁性体バー１１２
の一端部において、パイプＰの中心軸Ｏに対して中心角
９０度間隔で、強磁性体バー１１２を断面正方形に囲ん
で配設されている。エンドポール８２，８６，９０，９
２のパイプＰの中心軸に対向した面は、断面が実質的に
正方形である強磁性体バー１１２の外面に接合してい
る。そして、エンドポール８２，８６，９０，９２は、
強磁性体バー１１２の半径方向の極性と同様の極性を有
するように磁化されている。
【００４１】内部磁気検査装置８０の磁極片９４，９
８，１００，１０２は、このエンドポール８２，８６，
９０，９２のパイプＰの内周面に対抗した面にそれぞれ
接合されている。磁極片９４，９８，１００，１０２の
外表面は、検査されるパイプＰの内周面に沿うように正
確な円弧状に形成されている。なお、第１の実施例で説
明したようなプラスチックブッシュを磁極片の外周に備
えて、パイプＰが内部磁気検査装置８０に対して移動す
るときに、パイプＰと磁極片が接触しても大きな摩擦が
生じないようにしてもよい。
８，１００，１０２は、このエンドポール８２，８６，
９０，９２のパイプＰの内周面に対抗した面にそれぞれ
接合されている。磁極片９４，９８，１００，１０２の
外表面は、検査されるパイプＰの内周面に沿うように正
確な円弧状に形成されている。なお、第１の実施例で説
明したようなプラスチックブッシュを磁極片の外周に備
えて、パイプＰが内部磁気検査装置８０に対して移動す
るときに、パイプＰと磁極片が接触しても大きな摩擦が
生じないようにしてもよい。
【００４２】また、強磁性体バー１１２の他端部には、
上記一端部と同様に４個のエンドポール（第２セット）
が配設されているが、図７では、そのうちの２個、すな
わちエンドポール１１８，１２０のみを示している。こ
れら他端部の４個のエンドポールは、強磁性体バー１１
２の半径方向の極性と同様の極性を有するように磁化さ
れるが、上記一端部のエンドポール８２，８６，９０，
９２とは反対の極性を有している。第２セットのエンド
ポールは、強磁性体バー１１２および４個の磁極片（４
個中の２個、磁極片１０８，１１０のみ図示）に対し
て、上記第１セットのエンドポールと同様の配置関係で
配設されている。そして、第１セットおよび第２セット
のエンドポールは、磁束回路内で飽和磁束ＦＤを誘導す
る。この磁束回路は、内部磁気検査装置８０の外囲に位
置するパイプＰ内に行き磁路が構成され、強磁性体バー
１１２内に戻り磁路が構成される。このような構造を有
する内部磁気検査装置８０の作動を以下に説明する。
上記一端部と同様に４個のエンドポール（第２セット）
が配設されているが、図７では、そのうちの２個、すな
わちエンドポール１１８，１２０のみを示している。こ
れら他端部の４個のエンドポールは、強磁性体バー１１
２の半径方向の極性と同様の極性を有するように磁化さ
れるが、上記一端部のエンドポール８２，８６，９０，
９２とは反対の極性を有している。第２セットのエンド
ポールは、強磁性体バー１１２および４個の磁極片（４
個中の２個、磁極片１０８，１１０のみ図示）に対し
て、上記第１セットのエンドポールと同様の配置関係で
配設されている。そして、第１セットおよび第２セット
のエンドポールは、磁束回路内で飽和磁束ＦＤを誘導す
る。この磁束回路は、内部磁気検査装置８０の外囲に位
置するパイプＰ内に行き磁路が構成され、強磁性体バー
１１２内に戻り磁路が構成される。このような構造を有
する内部磁気検査装置８０の作動を以下に説明する。
【００４３】内部磁気検査装置８０の外囲を通過するパ
イプＰ内では、半径方向に磁化されたエンドポールのす
べてが飽和磁束ＦＤを誘導する。強磁性体バー１１２
は、第１セットおよび第２セットのエンドポールによる
磁束回路の共通の戻り磁路として機能する。
イプＰ内では、半径方向に磁化されたエンドポールのす
べてが飽和磁束ＦＤを誘導する。強磁性体バー１１２
は、第１セットおよび第２セットのエンドポールによる
磁束回路の共通の戻り磁路として機能する。
【００４４】図１に示した磁気検査装置１０と同様に、
図７に示した内部磁気検査装置８０は、飽和磁束ＦＤと
は反対方向の磁束ＦＥおよびＦＦを誘導する。この磁束
ＦＥは、パイプＰの軸方向に離間した二つのエンドポー
ルの断面部のうち、いずれか一方の断面部分で誘導さ
れ、磁束ＦＦは他方の断面部分で誘導される。磁気検査
装置１０と同様に、澱み点は、長手方向の磁束がゼロに
なる第１および第２セットのエンドポールに対向するパ
イプＰ内部で発生する。さらに、構造欠陥の発生を示す
渦電流の変化を検知する二つの微分型磁束検知コイル１
１４，１１６（渦電流検知手段）が磁極片９４，９８，
１００，１０２を囲んで、かつパイプＰの内周面に対向
して同心円状に配設されている。これら磁束検知コイル
１１４，１１６は、磁極片９４に形成された溝１０４，
１０６と、磁極片９８に形成された溝１０７，１０９に
それぞれ組み込まれている。また、磁極片１００および
１０２には、図示はしないが、同様の溝が形成され磁束
検知コイル１１４，１１６が組み込まれている。これら
磁束検知コイル１１４，１１６は、検知した渦電流の変
化をモニターに転送するために内部磁気検査装置８０に
接続しているテレメトリー装置１３０に接続されてい
る。
図７に示した内部磁気検査装置８０は、飽和磁束ＦＤと
は反対方向の磁束ＦＥおよびＦＦを誘導する。この磁束
ＦＥは、パイプＰの軸方向に離間した二つのエンドポー
ルの断面部のうち、いずれか一方の断面部分で誘導さ
れ、磁束ＦＦは他方の断面部分で誘導される。磁気検査
装置１０と同様に、澱み点は、長手方向の磁束がゼロに
なる第１および第２セットのエンドポールに対向するパ
イプＰ内部で発生する。さらに、構造欠陥の発生を示す
渦電流の変化を検知する二つの微分型磁束検知コイル１
１４，１１６（渦電流検知手段）が磁極片９４，９８，
１００，１０２を囲んで、かつパイプＰの内周面に対向
して同心円状に配設されている。これら磁束検知コイル
１１４，１１６は、磁極片９４に形成された溝１０４，
１０６と、磁極片９８に形成された溝１０７，１０９に
それぞれ組み込まれている。また、磁極片１００および
１０２には、図示はしないが、同様の溝が形成され磁束
検知コイル１１４，１１６が組み込まれている。これら
磁束検知コイル１１４，１１６は、検知した渦電流の変
化をモニターに転送するために内部磁気検査装置８０に
接続しているテレメトリー装置１３０に接続されてい
る。
【００４５】次に、図９について説明する。図９は、微
分型磁束検知コイルに誘導される電圧信号ＩＮ（１）か
らＩＮ（Ｎ）を処理する、回路の概略図である。プリア
ンプ１３２が電圧を上昇させ、この電圧は、構造欠陥の
発生を示す渦電流の変化を定量的に計測するために、電
子積分器１３４により積分される。
分型磁束検知コイルに誘導される電圧信号ＩＮ（１）か
らＩＮ（Ｎ）を処理する、回路の概略図である。プリア
ンプ１３２が電圧を上昇させ、この電圧は、構造欠陥の
発生を示す渦電流の変化を定量的に計測するために、電
子積分器１３４により積分される。
【００４６】各磁束検知コイルは、被検査物の軸方向の
異なった位置で渦電流の変化を検知し、軸回りの検知精
度を維持するために、細分化されている。例えば、複数
の磁束検知コイルが用いられた場合、各コイルに誘導さ
れる電圧信号ＩＮ（１）からＩＮ（Ｎ）は、構造欠陥の
軸方向位置をより正確に検知するために、各信号毎に分
離して処理してもよい。
異なった位置で渦電流の変化を検知し、軸回りの検知精
度を維持するために、細分化されている。例えば、複数
の磁束検知コイルが用いられた場合、各コイルに誘導さ
れる電圧信号ＩＮ（１）からＩＮ（Ｎ）は、構造欠陥の
軸方向位置をより正確に検知するために、各信号毎に分
離して処理してもよい。
【００４７】図１０は、電圧信号ＩＮ（１）からＩＮ
（Ｎ）の処理に関する上記図９とは別の方法を、示した
ものである。この方法では、電圧信号ＩＮ（１）からＩ
Ｎ（Ｎ）に、抵抗器Ｒ（１）からＲ（Ｎ）による電圧を
加算し、その後でこれらを積分器１３４に入力して被検
査物の軸回りの渦電流の変化を定量的に計測する。
（Ｎ）の処理に関する上記図９とは別の方法を、示した
ものである。この方法では、電圧信号ＩＮ（１）からＩ
Ｎ（Ｎ）に、抵抗器Ｒ（１）からＲ（Ｎ）による電圧を
加算し、その後でこれらを積分器１３４に入力して被検
査物の軸回りの渦電流の変化を定量的に計測する。
【００４８】図９および図１０に示す処理方法を結合し
て、２種類の構造欠陥データを求めるようにしてもよ
い。
て、２種類の構造欠陥データを求めるようにしてもよ
い。
【００４９】上述したような、磁性体の被検査物に沿っ
た澱み点で構造欠陥検知を検知する方法においては、被
検査物には透磁率が異なっている部分が不規則に散在し
ていることを考慮しなければならない。このような局部
的な透磁率の変化は、例えば、製造中および稼働中に発
生する、ケーブルやパイプの局部応力の変化が原因とな
ることがあり、被検査物内の渦電流を変化させる。澱み
点において、上記の局部的な透磁率の変化による渦電流
の変化は大きくなる傾向にあり、かつ構造欠陥による渦
電流の変化を上回ることがある。したがって、被検査物
の局部的な透磁率の変化は、構造欠陥のデータを大きく
錯乱させる予期しないノイズをもたらすことがある。
た澱み点で構造欠陥検知を検知する方法においては、被
検査物には透磁率が異なっている部分が不規則に散在し
ていることを考慮しなければならない。このような局部
的な透磁率の変化は、例えば、製造中および稼働中に発
生する、ケーブルやパイプの局部応力の変化が原因とな
ることがあり、被検査物内の渦電流を変化させる。澱み
点において、上記の局部的な透磁率の変化による渦電流
の変化は大きくなる傾向にあり、かつ構造欠陥による渦
電流の変化を上回ることがある。したがって、被検査物
の局部的な透磁率の変化は、構造欠陥のデータを大きく
錯乱させる予期しないノイズをもたらすことがある。
【００５０】しかし、実験によれば、このような局部的
な透磁率の変化と構造欠陥のデータとが合成されたノイ
ズの変動は、被検査物を磁気的に飽和（または疑似飽
和）させることで大幅に減少可能であることが判明して
いる。したがって、被検査物の段階的に増加する透磁率
は空気の透磁率に近づき、一方、本来は段階的に増加す
る局部的な透磁率の変化は大幅に減少する。本実施例に
おいては、このような現象は、図１１に示すように、渦
電流検知手段を、構造欠陥が発生方向と同じく、エンド
ポールの下流側に配置することにより得ることができ
る。図１１に示す実施例の構造と作動については以下に
説明する。
な透磁率の変化と構造欠陥のデータとが合成されたノイ
ズの変動は、被検査物を磁気的に飽和（または疑似飽
和）させることで大幅に減少可能であることが判明して
いる。したがって、被検査物の段階的に増加する透磁率
は空気の透磁率に近づき、一方、本来は段階的に増加す
る局部的な透磁率の変化は大幅に減少する。本実施例に
おいては、このような現象は、図１１に示すように、渦
電流検知手段を、構造欠陥が発生方向と同じく、エンド
ポールの下流側に配置することにより得ることができ
る。図１１に示す実施例の構造と作動については以下に
説明する。
【００５１】磁気検査装置１４０は、図１１中で右側に
移動する被検査物であるケーブルＣ内の構造欠陥を磁気
的に検査するものである。長手方向に配置され、かつ互
いに相反する極に磁化された上部エンドポール１４４，
１４８は、磁極片１４５，１４９にそれぞれ当接してい
る。上部エンドポール１４４と１４８により、ケーブル
Ｃ内に長手方向の磁束の一部を誘導する。そして、上部
強磁性体バー１５２により、エンドポール１４４，１４
８が形成する磁束回路が完結する。
移動する被検査物であるケーブルＣ内の構造欠陥を磁気
的に検査するものである。長手方向に配置され、かつ互
いに相反する極に磁化された上部エンドポール１４４，
１４８は、磁極片１４５，１４９にそれぞれ当接してい
る。上部エンドポール１４４と１４８により、ケーブル
Ｃ内に長手方向の磁束の一部を誘導する。そして、上部
強磁性体バー１５２により、エンドポール１４４，１４
８が形成する磁束回路が完結する。
【００５２】同様に、長手方向に配置され、かつ互いに
相反する極に磁化された下部エンドポール１４６，１５
０は、磁極片１４７，１５１にそれぞれ当接している。
下部エンドポール１４４と１４８により、ケーブルＣ内
の長手方向の磁束の一部を誘導する。下部エンドポール
１４６は、被検査物に対して、上部エンドポール１４４
と同じ極性を有し、また下部エンドポール１５０は、上
部エンドポール１４８と同じ極性を有している。このよ
うな構造により、下部エンドポール１４６，１５０は、
上部エンドポール１４４，１４８が誘導する磁束を補強
する。そして、下部強磁性体バー１５４により、下部エ
ンドポール１４６，１５０が形成する磁束回路が完結す
る。
相反する極に磁化された下部エンドポール１４６，１５
０は、磁極片１４７，１５１にそれぞれ当接している。
下部エンドポール１４４と１４８により、ケーブルＣ内
の長手方向の磁束の一部を誘導する。下部エンドポール
１４６は、被検査物に対して、上部エンドポール１４４
と同じ極性を有し、また下部エンドポール１５０は、上
部エンドポール１４８と同じ極性を有している。このよ
うな構造により、下部エンドポール１４６，１５０は、
上部エンドポール１４４，１４８が誘導する磁束を補強
する。そして、下部強磁性体バー１５４により、下部エ
ンドポール１４６，１５０が形成する磁束回路が完結す
る。
【００５３】構造欠陥を検知するための渦電流検知器１
４２（渦電流検知手段）が、ケーブルＣの移動方向に関
して、磁極片１４５，１４７の近傍の下流側に配設され
ている。
４２（渦電流検知手段）が、ケーブルＣの移動方向に関
して、磁極片１４５，１４７の近傍の下流側に配設され
ている。
【００５４】次に、上記のような構造を備えた磁気検査
装置１４０の作動について説明する。ケーブルＣが、図
の右側に向かって、エンドポール１４４，１４６の間を
移動すると、ケーブルＣの一部が磁化され、図２の澱み
点ＳＰ１について右上りに上昇する直線で示したよう
に、長手方向の磁束の急激な変化が生じる。ファラデー
の法則およびレンツの法則により、磁気検査装置１４０
に対向するケーブルＣの移動部分は、磁束の変化に対抗
するように渦電流を発生する。図１１中右側に向かって
移動するケーブルＣが、エンドポール１４５の端部１５
６を通過すると、その部分は、エンドポール１４４，１
４６による磁化作用範囲から離れて、図２に示すＦＡの
領域に入る。したがって、図１１に示した、右方向に移
動してエンドポール１４４，１４６の下流に到達したケ
ーブルＣは、長手方向の磁束の急激な変化はなく、渦電
流も発生しない。しかしながら、もしケーブルＣが、例
えば１００ｆｐｍ（分速約３０．５ｍ）から１８ｍｐｈ
（時速約４８３．１ｍ）の速度内で、移動すると、すで
に減衰している渦電流が、渦電流検知器１４２の近傍を
通過するとき、再び検知可能な程度まで大きくなる。エ
ンドポールおよび強磁性体バーの配置および電磁気的な
特性は、ケーブルＣが渦電流検知器１４２の近傍を通過
するとき、その対向する移動部分が磁気飽和状態かまた
はそれに近い状態になるように、選定されている。
装置１４０の作動について説明する。ケーブルＣが、図
の右側に向かって、エンドポール１４４，１４６の間を
移動すると、ケーブルＣの一部が磁化され、図２の澱み
点ＳＰ１について右上りに上昇する直線で示したよう
に、長手方向の磁束の急激な変化が生じる。ファラデー
の法則およびレンツの法則により、磁気検査装置１４０
に対向するケーブルＣの移動部分は、磁束の変化に対抗
するように渦電流を発生する。図１１中右側に向かって
移動するケーブルＣが、エンドポール１４５の端部１５
６を通過すると、その部分は、エンドポール１４４，１
４６による磁化作用範囲から離れて、図２に示すＦＡの
領域に入る。したがって、図１１に示した、右方向に移
動してエンドポール１４４，１４６の下流に到達したケ
ーブルＣは、長手方向の磁束の急激な変化はなく、渦電
流も発生しない。しかしながら、もしケーブルＣが、例
えば１００ｆｐｍ（分速約３０．５ｍ）から１８ｍｐｈ
（時速約４８３．１ｍ）の速度内で、移動すると、すで
に減衰している渦電流が、渦電流検知器１４２の近傍を
通過するとき、再び検知可能な程度まで大きくなる。エ
ンドポールおよび強磁性体バーの配置および電磁気的な
特性は、ケーブルＣが渦電流検知器１４２の近傍を通過
するとき、その対向する移動部分が磁気飽和状態かまた
はそれに近い状態になるように、選定されている。
【００５５】ケーブルＣがエンドポール１４４，１４６
により磁気飽和状態になると、ケーブルＣの全体的な透
磁率は、その７乗程のオーダで、大幅に低下し、空気の
透磁率に近い値で安定する。飽和に達すると全体的な透
磁率が安定するので、ケーブルＣに沿った不規則に散在
する透磁率の変動およびこれに基づくノイズは、大幅に
減少する。渦電流検知器１４２は、上述のように、移動
しているケーブルＣの透磁率が低下かつ安定する部位に
対向する位置に設けられている。すなわち、長手方向の
磁束がゼロとなるエンドポール直下の澱み点に比較し
て、長手方向の磁束が飽和かまたはそれに近い状態にな
る、ケーブルＣの移動方向に対して磁極片１４５，１４
７の下流に渦電流検知器１４２を配置することにより、
構造欠陥を示す値を隠蔽してしまうようなノイズを大幅
に減少させることができる。
により磁気飽和状態になると、ケーブルＣの全体的な透
磁率は、その７乗程のオーダで、大幅に低下し、空気の
透磁率に近い値で安定する。飽和に達すると全体的な透
磁率が安定するので、ケーブルＣに沿った不規則に散在
する透磁率の変動およびこれに基づくノイズは、大幅に
減少する。渦電流検知器１４２は、上述のように、移動
しているケーブルＣの透磁率が低下かつ安定する部位に
対向する位置に設けられている。すなわち、長手方向の
磁束がゼロとなるエンドポール直下の澱み点に比較し
て、長手方向の磁束が飽和かまたはそれに近い状態にな
る、ケーブルＣの移動方向に対して磁極片１４５，１４
７の下流に渦電流検知器１４２を配置することにより、
構造欠陥を示す値を隠蔽してしまうようなノイズを大幅
に減少させることができる。
【００５６】しかしながら、上記の所謂渦電流・磁気飽
和方法には、渦電流検知器１４２が、渦電流変化信号要
素Ｓecと不規則な磁束変化信号要素Ｓmfとからなる誘導
信号Ｓ1 を随伴的に発生する、という問題がある。この
不規則な磁束変化信号要素Ｓmfは、金属断面欠損または
局部欠陥といった、他の種類の欠陥の磁束変化特性に起
因している。
和方法には、渦電流検知器１４２が、渦電流変化信号要
素Ｓecと不規則な磁束変化信号要素Ｓmfとからなる誘導
信号Ｓ1 を随伴的に発生する、という問題がある。この
不規則な磁束変化信号要素Ｓmfは、金属断面欠損または
局部欠陥といった、他の種類の欠陥の磁束変化特性に起
因している。
【００５７】そして、構造欠陥による渦電流変化信号要
素Ｓecを決定する方法においては、ケーブルＣが移動す
るに伴って、渦電流変化信号要素Ｓecと不規則な磁束変
化信号要素Ｓmfとからなる誘導信号Ｓ2 を発生する磁束
検知器１５８（磁束検知手段）が用いられている。この
磁束検知器１５８は、磁気飽和またはそれに近い状態に
あるケーブルＣの部分に接近するように、ケーブルＣの
移動方向に対して、磁極片１４９，１５１の端部１６０
の上流近傍に配設されると好ましい。ケーブルＣが、図
中右側に向かって移動すると、それに伴い、磁束検知器
１５８は、渦電流変化信号要素Ｓecと不規則な磁束変化
信号要素Ｓmfとからなる誘導信号Ｓ2 を発生する。しか
し、磁束検知器１５８には、渦電流変化信号要素Ｓ
ecは、実質的には必要のない信号である。すなわち、ケ
ーブルＣが移動するに伴って、磁束検知器１５８が発生
する構造欠陥を示す渦電流変化信号要素Ｓecは、渦電流
検知器１４２が発生する渦電流変化信号要素に比べて極
めて小さいからである。これは、ケーブルＣが渦電流検
知器１４２から磁束検知器１５８まで移動する間に、渦
電流が着実に減衰することに起因している。
素Ｓecを決定する方法においては、ケーブルＣが移動す
るに伴って、渦電流変化信号要素Ｓecと不規則な磁束変
化信号要素Ｓmfとからなる誘導信号Ｓ2 を発生する磁束
検知器１５８（磁束検知手段）が用いられている。この
磁束検知器１５８は、磁気飽和またはそれに近い状態に
あるケーブルＣの部分に接近するように、ケーブルＣの
移動方向に対して、磁極片１４９，１５１の端部１６０
の上流近傍に配設されると好ましい。ケーブルＣが、図
中右側に向かって移動すると、それに伴い、磁束検知器
１５８は、渦電流変化信号要素Ｓecと不規則な磁束変化
信号要素Ｓmfとからなる誘導信号Ｓ2 を発生する。しか
し、磁束検知器１５８には、渦電流変化信号要素Ｓ
ecは、実質的には必要のない信号である。すなわち、ケ
ーブルＣが移動するに伴って、磁束検知器１５８が発生
する構造欠陥を示す渦電流変化信号要素Ｓecは、渦電流
検知器１４２が発生する渦電流変化信号要素に比べて極
めて小さいからである。これは、ケーブルＣが渦電流検
知器１４２から磁束検知器１５８まで移動する間に、渦
電流が着実に減衰することに起因している。
【００５８】上述の関係を線形の重ね合わせであると仮
定すると、以下の方程式が成り立つ。 （１）Ｓ1 （ｚ）＝（ａ）（Ｓmf（ｚ））＋（ｂ）（Ｓ
ec（ｚ）） （２）Ｓ2 （ｚ＋ｒ）＝（ｃ）（Ｓmf（ｚ＋ｒ））＋
（ｂ）（Ｓec（ｚ＋ｒ）） ここで、“ｚ”は、渦電流検知器１４２の長手方向の座
標を表わし、“ｚ＋ｒ”は、磁束検知器１５８の長手方
向の座標を表わす。そして、“ｒ”は、渦電流検知器１
４２と磁束検知器１５８の間の絶対距離を表わしてい
る。方程式（１）および（２）の定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ
は、各検知器と磁気を透過する被検査物（ケーブルＣ）
との幾何学的な位置関係によって決定される。式
（１）、（２）、は実質的に、未知数ＳecとＳmfを有す
る連立方程式である。すなわち、この方程式を解くこと
により、渦電流検知器１４２および磁束検知器１５８を
通過中に検知される欠陥を示す信号要素（Ｓec、Ｓmf）
を求めることができる。
定すると、以下の方程式が成り立つ。 （１）Ｓ1 （ｚ）＝（ａ）（Ｓmf（ｚ））＋（ｂ）（Ｓ
ec（ｚ）） （２）Ｓ2 （ｚ＋ｒ）＝（ｃ）（Ｓmf（ｚ＋ｒ））＋
（ｂ）（Ｓec（ｚ＋ｒ）） ここで、“ｚ”は、渦電流検知器１４２の長手方向の座
標を表わし、“ｚ＋ｒ”は、磁束検知器１５８の長手方
向の座標を表わす。そして、“ｒ”は、渦電流検知器１
４２と磁束検知器１５８の間の絶対距離を表わしてい
る。方程式（１）および（２）の定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ
は、各検知器と磁気を透過する被検査物（ケーブルＣ）
との幾何学的な位置関係によって決定される。式
（１）、（２）、は実質的に、未知数ＳecとＳmfを有す
る連立方程式である。すなわち、この方程式を解くこと
により、渦電流検知器１４２および磁束検知器１５８を
通過中に検知される欠陥を示す信号要素（Ｓec、Ｓmf）
を求めることができる。
【００５９】渦電流変化信号要素Ｓecと磁束変化信号要
素Ｓmfは、渦電流検知器１４２および磁束検知器１５８
を相互に接続するデジタル・プロセッサ１６２によるデ
ジタル化処理により、求められる。このようなデジタル
化処理によれば、構造欠陥の位置と規模が判明し、かつ
金属断面欠損や局部欠陥等の他の種類の欠陥から構造欠
陥を識別することができる。この場合、金属断面欠損や
局部欠陥の位置も勿論検知することができる。
素Ｓmfは、渦電流検知器１４２および磁束検知器１５８
を相互に接続するデジタル・プロセッサ１６２によるデ
ジタル化処理により、求められる。このようなデジタル
化処理によれば、構造欠陥の位置と規模が判明し、かつ
金属断面欠損や局部欠陥等の他の種類の欠陥から構造欠
陥を識別することができる。この場合、金属断面欠損や
局部欠陥の位置も勿論検知することができる。
【００６０】上記の方法とは別に、構造欠陥の場所を検
知し、かつ金属断面欠損や局部欠陥から識別する信頼性
が高くかつ簡易な方法としては、渦電流検知器１４２お
よび磁束検知器１５８に電気的に接続した記録器１６４
で記録された誘導信号Ｓ1 およびＳ2 を目視により比較
する方法がある。
知し、かつ金属断面欠損や局部欠陥から識別する信頼性
が高くかつ簡易な方法としては、渦電流検知器１４２お
よび磁束検知器１５８に電気的に接続した記録器１６４
で記録された誘導信号Ｓ1 およびＳ2 を目視により比較
する方法がある。
【００６１】複数の実施例で本発明を説明したが、これ
らに限定されることなく、かつ本発明の主題の範囲を逸
脱することなく、多くの修正および代案が可能であるこ
とは論を待たない。例えば、実施例で開示しているエン
ドポールは電磁石に置き換えてもよい。さらに、渦電流
および磁束検知器は、コイル、ホール効果センサ、また
はコイル・カム積分器等に置き換えても、本発明は実施
できる。同様に、一つ若しくはそれ以上の渦電流検知器
を、一方および／または他方のエンドポールに、または
その近傍に配置して、長物材である被検査物からより正
確なデータを得るようにしてもよい。構造欠陥センサと
しての渦電流検知手段を、通常は、長手方向に配置され
た相反する極性を持つエンドポールの間に設置される金
属断面欠損および局部欠陥検知センサと組み合わせて用
いることもできる。さらに、本発明は、３極若しくはそ
れ以上の磁極を備えた装置にも適用することができる。
磁気検査装置と被検査物の間の相対移動は、静止してい
る被検査物に対して磁気検査装置を動かしても、静止し
ている検査装置に対して被検査物を動かしても、または
両者をそれぞれ反対方向に動かしても達成できる。
らに限定されることなく、かつ本発明の主題の範囲を逸
脱することなく、多くの修正および代案が可能であるこ
とは論を待たない。例えば、実施例で開示しているエン
ドポールは電磁石に置き換えてもよい。さらに、渦電流
および磁束検知器は、コイル、ホール効果センサ、また
はコイル・カム積分器等に置き換えても、本発明は実施
できる。同様に、一つ若しくはそれ以上の渦電流検知器
を、一方および／または他方のエンドポールに、または
その近傍に配置して、長物材である被検査物からより正
確なデータを得るようにしてもよい。構造欠陥センサと
しての渦電流検知手段を、通常は、長手方向に配置され
た相反する極性を持つエンドポールの間に設置される金
属断面欠損および局部欠陥検知センサと組み合わせて用
いることもできる。さらに、本発明は、３極若しくはそ
れ以上の磁極を備えた装置にも適用することができる。
磁気検査装置と被検査物の間の相対移動は、静止してい
る被検査物に対して磁気検査装置を動かしても、静止し
ている検査装置に対して被検査物を動かしても、または
両者をそれぞれ反対方向に動かしても達成できる。
【００６２】
【発明の効果】ワイヤーケーブル、ロッド、パイプ等の
長物材を被検査物とする本発明の磁気検査装置は、渦電
流検知手段が発生する、構造欠陥を示す渦電流変化によ
る第１の信号要素と、局部欠陥または金属断面欠損を示
す磁束変化による第２の信号要素とからなる第１の信号
と；渦電流検知手段から、被検査物の移動方向の下流に
配設される磁束検知手段が発生する、構造欠陥を示す渦
電流変化による第３の信号要素と、局部欠陥または金属
断面欠損を示す磁束変化による第４の信号要素からなる
第２の信号と；をデジタルプロセッサで処理することに
より、渦電流磁気飽和方法を実行して、構造欠陥を容易
にかつ正確に検知することができる。
長物材を被検査物とする本発明の磁気検査装置は、渦電
流検知手段が発生する、構造欠陥を示す渦電流変化によ
る第１の信号要素と、局部欠陥または金属断面欠損を示
す磁束変化による第２の信号要素とからなる第１の信号
と；渦電流検知手段から、被検査物の移動方向の下流に
配設される磁束検知手段が発生する、構造欠陥を示す渦
電流変化による第３の信号要素と、局部欠陥または金属
断面欠損を示す磁束変化による第４の信号要素からなる
第２の信号と；をデジタルプロセッサで処理することに
より、渦電流磁気飽和方法を実行して、構造欠陥を容易
にかつ正確に検知することができる。
【００６３】また、本発明の磁気検査装置は、パイプ等
の中空長尺磁性体の被検査物に対しては、被検査物内部
に磁気検査装置を設置して検査できるので、装置を大型
化することなく、渦電流磁気飽和方法を実行して、構造
欠陥を容易にかつ正確に検知することができる。
の中空長尺磁性体の被検査物に対しては、被検査物内部
に磁気検査装置を設置して検査できるので、装置を大型
化することなく、渦電流磁気飽和方法を実行して、構造
欠陥を容易にかつ正確に検知することができる。
【図１】本発明が適用される磁気検査装置により誘導さ
れる磁束の経路を示す概略図である。
れる磁束の経路を示す概略図である。
【図２】図１の磁気検査装置により誘導される磁束の変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図３】本発明が適用される磁気検査装置の斜視図であ
る。
る。
【図４】磁気検査装置を、被検査物の移動方向に沿った
方向から見た断面図である。
方向から見た断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線から見た磁気検査装置の側面図
である。
である。
【図６】磁気検査装置に適用されるプラスチック製のブ
ッシュの一例を示す斜視図である。
ッシュの一例を示す斜視図である。
【図７】本発明が適用される内部磁気検査装置を、被検
査物の移動方向に沿った方向か見た断面図である。
査物の移動方向に沿った方向か見た断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線から見た内部磁気
検査装置の断面図である。
検査装置の断面図である。
【図９】構造欠陥を示す渦電流の変化を定量的に計測す
るため、磁束検知コイルに誘導される電圧を処理する回
路の概略図である。
るため、磁束検知コイルに誘導される電圧を処理する回
路の概略図である。
【図１０】図９に示す回路の他の変形例を示す回路の概
略図である。
略図である。
【図１１】図３に示す磁気検査装置に、渦電流検知手段
（磁束検知コイル）に加えて、磁束検知手段およびデジ
タルプロセッサを備えて、渦電流磁気飽和方法を実施を
可能にした磁気検査装置の概略図である。
（磁束検知コイル）に加えて、磁束検知手段およびデジ
タルプロセッサを備えて、渦電流磁気飽和方法を実施を
可能にした磁気検査装置の概略図である。
１０ 磁気検査装置 ６２ 磁束検知コイル（渦電流検知手段） ６６ 磁束検知コイル（渦電流検知手段） １４２ 磁束検知コイル（渦電流検知手段） １５８ 磁束検知器（磁束検知手段） １６２ デジタルプロセッサ（構造欠陥を検出する手
段）
段）
Claims (20)
- 【請求項１】ワイヤーケーブル、ロッド、パイプ等の磁
性体からなる長物材の構造欠陥を非破壊的に検査する磁
気検査装置であって、 軸方向に移動される被検査物に沿って所定間隔で配設さ
れた、相反する極性の二つのエンドポールを有する磁気
手段；この磁気手段は、上記二つのエンドポールの間に
おいて被検査物内の第１の区間に形成される行き磁路
と、磁気手段内の強磁性体内に形成される戻り磁路とを
有する第１の磁束回路と；上記二つのエンドポールのい
ずれか一方の近傍でかつ上記第１の区間に隣接する第２
の区間において被検査物内に形成される行き磁路と、被
検査物の外部に形成される戻り磁路とを有する第２の磁
束回路と；を誘導し、かつ、この第１の磁束回路と第２
の磁束回路によって被検査物内にそれぞれ形成される行
き磁路は、互いに反対方向であること；上記一方のエン
ドポール近傍に設けられた渦電流検知手段；上記他方の
エンドポール近傍に設けられた磁束検知手段；この渦電
流検知手段と磁束検知手段からの出力信号を用いて、被
検査物の構造欠陥を検出する手段と；を備えたことを特
徴とする磁気検査装置。 - 【請求項２】 請求項１において、渦電流検知手段は、
磁束検知コイルである磁気検査装置。 - 【請求項３】 請求項２において、磁気検査装置は、さ
らに磁束検知コイルから得られる信号を積分する電子積
分器を備えている磁気検査装置。 - 【請求項４】 請求項２において、磁束検知コイルは、
磁性体である被検査物の周方向に亘って配設されている
磁気検査装置。 - 【請求項５】 請求項１において、磁気手段は、磁極片
とエンドポールとを備え、磁極片は、被検査物とエンド
ポールの間になるように磁気手段内に配置される磁気検
査装置。 - 【請求項６】 請求項５において、磁気検査装置は、さ
らに、被検査物と磁極片の間にプラスチック製のブッシ
ュを備え、該ブッシュを、被検査物に対して、磁極片と
一体に相対移動するように構成した磁気検査装置。 - 【請求項７】 請求項６において、プラスチック製のブ
ッシュの磁極片に対向する面は、磁極片に沿うように、
円弧状に形成されている磁気検査装置。 - 【請求項８】 請求項６において、プラスチック製のブ
ッシュと磁極片は、接合用の円弧状表面を備えている磁
気検査装置。 - 【請求項９】 請求項５において、磁極片は、さらに、
被検査物の軸を中心として被検査物の周囲を囲むように
形成された、溝を備え、磁束検知コイルからなる渦電流
検知手段は、該溝に配設される磁気検査装置。 - 【請求項１０】 請求項６において、プラスチック製の
ブッシュは、さらに、被検査物の軸を中心として被検査
物の周囲を囲むように形成された溝を備え、磁束検知コ
イルからなる渦電流検知手段は、該溝に配設される磁気
検査装置。 - 【請求項１１】 請求項１において、磁気手段は、 少なくとも一方がエンドポールである、被検査物の長手
方向に所定間隔で配設されて、第１組の対抗磁極を構成
する、相反する極性を有する二つの磁極と、 少なくとも一方がエンドポールである、被検査物の長手
方向に所定間隔で配設されて、第２組の対抗磁極を構成
する、相反する極性を有する二つの磁極と、からなり、 被検査物の径方向に対向して配設される、第１組および
第２組の対抗磁極の極性は、被検査物中の第１および第
２の長手方向磁束のそれぞれを誘導するため、各ステー
ションにおける被検査物近傍で同じ極性を有し、第１組
の対抗磁極のエンドポールと第２組の対抗磁極のエンド
ポールとは同じステーションに配設されており、 渦電流検知手段は、第１組の対抗磁極のエンドポール近
傍で、被検査物の軸を中心として、被検査物の周囲の所
定部分を覆うように配設された第１磁束検知コイルと、
第２組の対抗磁極のエンドポール近傍で、被検査物の軸
を中心として、被検査物の周囲の所定部分を覆うように
配設された第２磁束検知コイルと、から構成され、第１
および第２の磁束検知コイルは、検知された渦電流の変
化を合成するため、直列に接続される磁気検査装置。 - 【請求項１２】 請求項１１において、磁気検査装置
は、さらに、 被検査物が検査中に移動可能な通路を構成する、第１ハ
ウジング半体および第２ハウジング半体からなるハウジ
ングを備え、第１ハウジング半体および第２ハウジング
半体は、長手方向に亘って該通路を分割する分割面を構
成し、該分割面に亘って第１および第２ハウジング半体
が結合して被検査物が検査可能な状態になり、該分割面
で第１および第２ハウジング半体が、被検査物の軸方向
の中間部から、分離すると、被検査物が取り出し可能な
状態となるように構成され、 第１組の対抗磁極は、第１ハウジング半体内に支持さ
れ、第２組の対抗磁は、第２ハウジング半体内に支持さ
れるように構成し、 第１磁束検知コイルは、第１ハウジング半体内に支持さ
れ、第２磁束検知コイルは、第２ハウジング半体内に支
持されるように構成した、磁気検査装置。 - 【請求項１３】 ワイヤーケーブル、ロッド、パイプ等
の長物材を被検査物として、構造欠陥を非破壊的に検査
する方法であって、 所定間隔で配設された対抗する第１および第２のエンド
ポール間に、被検査物内の第１の区間を介して、形成さ
れる第１の磁束を、磁気手段により磁気的に飽和した状
態で誘導する工程と、 被検査物内の第１の区間近傍の第２の区間を介して、磁
気手段により、第１の磁束とは反対方向に作用し、その
第１の磁束との合流部は第１のエンドポール近傍にあ
る、第２の磁束を誘導し、かつ上記合流部に澱み点を設
定する工程と、 磁気装置の第２のエンドポールの、被検査物の移動方向
に対して、上流側に配設されている上記第１のエンドポ
ールを通過する、被検査物の所定部分内の磁束の変化に
より、この所定部分に、被検査物の軸回りに渦電流を発
生させるように、磁気装置と誘導された第１および第２
の磁束を、被検査物に対して長手方向の移動させる工程
と、 移動する被検査物の所定部分が、第１のエンドポール直
近の下流側を通過するときに、該所定部分から第１の信
号を発生させる工程であって、この工程では、該所定部
分は、磁気的に飽和状態またはそれに近い状態でかつ渦
電流の発生を伴っており、また第１の信号は、構造欠陥
を示す渦電流の変化による第１の信号要素と、金属断面
欠損または局部欠陥を示す第２の信号要素とを含む第１
の信号を発生させる工程と、 上記第１の信号の発生に続いて、移動する被検査物の所
定部分が、第２のエンドポール直近の上流側を通過する
ときに、該所定部分から第２の信号を発生させる工程で
あって、この工程では、該所定部分は、磁気的に飽和状
態またはそれに近い状態であり、第１の信号を発生させ
る工程からの時間の経過により渦電流は実質的に減衰し
ており、また第２の信号は、構造欠陥を示す渦電流の変
化による第３信号要素と、金属断面欠損または局部欠陥
を示す第４信号要素とを含む第２の信号を発生させる工
程と、 移動する被検査物の所定部分に存在する構造欠陥の位置
と大きさを、上記第１および第２の信号から見出す工程
とからなる、構造欠陥を非破壊的に検査する方法。 - 【請求項１４】 請求項１３における方法は、さらに、
電子積分器で、渦電流を積分する工程を有する、構造欠
陥を非破壊的に検査する方法。 - 【請求項１５】 請求項１３において、移動する被検査
物の所定部分から第１および第２の信号を発生させる工
程では、被検査物の軸回りに配設された磁束検知コイル
を用いる、構造欠陥を非破壊的に検査する方法。 - 【請求項１６】 請求項１３において、第１および第２
の磁束を誘導する工程は、被検査物に対して配設された
複数組の対抗磁極と、これら複数の対抗磁極のそれぞれ
に接続した、強磁性体からなる戻り磁路を介して第１の
磁束回路を構成することにより達成され、 第１および第２の信号を発生させる工程では、各信号
は、被検査物の軸回りに配設された複数の磁束検知コイ
ルにより発生し、各磁束検知コイルは、それぞれ上記複
数組の対抗するエンドポールのうちのひとつに対応して
いる、構造欠陥を非破壊的に検査する方法。 - 【請求項１７】 請求項１３において、第１および第２
の磁束を誘導する工程は、被検査物の内周面に対向して
配設された複数組の対抗するエンドポールと、これら複
数の対抗するエンドポールのそれぞれに接続した、被検
査物の中心部に、かつ軸方向に沿って配設された、強磁
性体からなる複数の戻り磁路を介して第１の磁束回路を
構成することにより達成され、 第１および第２の信号を発生させる工程では、各信号
は、被検査物の軸を中心として、被検査物の内周面に対
向して配設された複数の磁束検知コイルにより発生し、
各磁束検知コイルは、それぞれ上記複数組の対抗するエ
ンドポールのうちのひとつに対応している、構造欠陥を
非破壊的に検査する方法。 - 【請求項１８】 請求項１において、磁気検査装置は、
中空長尺磁性体を被検査物として、該被検査物の内方か
ら構造欠陥を検知する、内部磁気検査装置である磁気検
査装置。 - 【請求項１９】 請求項１において、渦電流検知手段か
ら取り出される出力信号は、構造欠陥を示す渦電流変化
より発生する第１の信号要素と、局部欠陥または金属断
面欠損を示す磁束変化により発生する第２の信号要素と
からなる第１の信号であり、磁束検知手段から取り出さ
れる出力信号は、構造欠陥を示す渦電流変化より発生す
る第３の信号要素と、局部欠陥または金属断面欠損を示
す磁束変化により発生する第４の信号要素とからなる第
２の信号である磁気検査装置。 - 【請求項２０】 請求項１９において、第１の信号およ
び第２の信号を用いて構造欠陥を検出する手段は、これ
らの信号により構造欠陥の位置と大きさを検出するデジ
タルプロセッサである磁気検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/061,450 | 1993-05-14 | ||
| US08/061,450 US5414353A (en) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | Method and device for nondestructively inspecting elongated objects for structural defects using longitudinally arranged magnet means and sensor means disposed immediately downstream therefrom |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331602A true JPH06331602A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=22035858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6101247A Pending JPH06331602A (ja) | 1993-05-14 | 1994-05-16 | 長物磁性材の構造欠陥を非破壊的に検査する方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5414353A (ja) |
| JP (1) | JPH06331602A (ja) |
| CA (1) | CA2122516C (ja) |
| DE (1) | DE4416252B4 (ja) |
| GB (1) | GB2277993B (ja) |
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