JPH0694681A - 多重周波数渦電流探傷装置 - Google Patents

多重周波数渦電流探傷装置

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JPH0694681A
JPH0694681A JP19146292A JP19146292A JPH0694681A JP H0694681 A JPH0694681 A JP H0694681A JP 19146292 A JP19146292 A JP 19146292A JP 19146292 A JP19146292 A JP 19146292A JP H0694681 A JPH0694681 A JP H0694681A
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JP
Japan
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eddy current
current flaw
frequency
signal
pass filter
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JP19146292A
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English (en)
Inventor
Eiichi Yonetsuji
栄一 米辻
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NIPPON KURAUTO KUREEMAA FUERUSUTAA KK
KJTD Co Ltd
Original Assignee
NIPPON KURAUTO KUREEMAA FUERUSUTAA KK
KJTD Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多重周波数渦電流探傷装置において、周波数
の多重度にかかわらず、単一・最小の信号処理部の構成
によって、各周波数成分の検出を可能とする。 【構成】 本願発明に係る多重周波数渦電流探傷装置
は、複数の試験周波数波を用いる多重周波数渦電流探傷
装置において、非正弦波発振信号発生手段1と、渦電流
探傷プローブ2と、ローパスフィルター3と、演算手段
4とを備え、非正弦波発振信号発生手段1は非正弦波発
振信号を渦電流探傷プローブ2に与えるものであり、上
記ローパスフィルター3は、渦電流探傷プローブ2によ
り得られる検出信号の不要な高調波成分を除去するもの
である。そして上記演算手段4は、ローパスフィルター
3により帯域制限された信号に対して、フーリエ変換を
行うことにより、多重周波数の各波形成分を検出するこ
とが可能なるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、超音波探傷において
用いられる多重周波数渦電流探傷装置に関し、詳しく
は、金属等の被検査材に対しその被検査材に存在する欠
陥を検出する渦電流方式の探傷装置に関し、特に多重周
波数を用いて、欠陥の種類を弁別する探傷装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3へ、従来用いられている多重周波数
渦電流装置の信号処理のための構成を掲げる。この図3
において、A1 はf1 発振器、A2 はf2 発振器、A3
はf3発振器、A4 はf4 発振器を示し、Bは、A1
4 からの正弦波を混成するミキサーを示している。又
ミキサーBによって混成された信号は、渦電流プローブ
Pに与えられる。この渦電流プローブPからの検出信号
は、f1 信号処理部C1、f2 信号処理部C2 、f3
号処理部C3 、f4 信号処理部C4 へ夫々配分される。
各信号処理部C1 、C2 、C3 、C4 は、夫々バンドパ
スフィルターFと同期検波器Dを有するものであり、ミ
キサーBからの信号は、バンドパスフィルターFを経て
同期検波器DにてX信号X、Y信号Yに分離され、弁別
演算処理部Eに送られる。この弁別演算処理部Eは、信
号処理部C1 、C2 、C3 、C4 から送られてくる夫々
のX信号X及びY信号Yを、自身が有する各A/D変換
器GX1 、GY1 、GX2 、GY2 、GX3 、GY3
GX4 、GY4 にてデジタル信号に変換した後各信号に
ついて演算処理を行うものである。そして、弁別演算処
理部Eの処理を経た各信号は、欠陥弁別された信号XO
及びYO として出力される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これまでの多重周波数
渦電流装置は例えば、この図3に示すように、使用する
周波数の種類毎に、その周波数の正弦波発振装置と、バ
ンドパスフィルター、同期検波器等からなる信号処理部
が必要であり、例えば、2重周波、3重周波或いはN重
周波の場合を考えれば、夫々2つ、3つ或いはN個の正
弦波発振装置と信号処理部が必要となった。
【0004】又各信号処理部の出力(X信号、Y信号)
は欠陥の弁別のための一次結合演算を行う信号処理部
(弁別信号処理部)に入力されるが、この弁別信号部は
デジタル方式で構成する場合が多いので、このような場
合、f(n) 信号処理部の出力はA/D変換器にてデジタ
ル値に変換することになる。このため、多重度をNとし
たとき、2×N個のA/D変換器が必要となる。欠陥の
弁別能力を上げようとすれば、周波数の多重度を上げれ
ばよいのであるが、従来の技術では、その多重度に応じ
た正弦波装置、信号処理部、A/D変換器が必要とな
り、コストを上げる原因となっていた。本願発明は、上
記課題の解決を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願発明に係る多重周波
数渦電流探傷装置は、複数の試験周波数波を用いる多重
周波数渦電流探傷装置において、非正弦波発振信号発生
手段1と、渦電流探傷プローブ2と、ローパスフィルタ
ー3と、演算手段4とを備え、下記の構成を採るもので
ある。即ち、上記非正弦波発振信号発生手段1は非正弦
波発振信号を渦電流探傷プローブ2に与えるものであ
り、上記ローパスフィルター3は、渦電流探傷プローブ
2により得られる検出信号の不要な高調波成分を除去す
るものである。そして上記演算手段4は、ローパスフィ
ルター3により帯域制限された信号に対して、フーリエ
変換を行うことにより、多重周波数の各波形成分を検出
することが可能なるものである。
【0006】
【作用】各探傷周波数は、経験的に基本周波数の整数倍
のものに限定しても問題ないことから、上記手段を施し
た本願発明に係る多重周波数渦電流探傷装置は、非正弦
波発振信号発生手段1より、基本周波数以外にこの基本
周波数の整数倍の周波数の高調波成分を持つ非正弦波発
振信号を渦電流探傷プローブ2に与えるものである。そ
して、探傷により渦電流探傷プローブ2が得た信号につ
いて、ローパスフィルター3が、必要とする最大高調波
成分を越えない領域を通過帯域とし最大高調波成分を越
える範囲を阻止域として検出信号の不要な高調波成分を
除去し、演算手段4が、ローパスフィルター3により帯
域制限された信号に対して、フーリエ変換を行うことに
より、基本波及び高調波の周波数成分に分解して多重周
波数の各波形成分を検出することができるのである。従
って、周波数の多重度に対して、これに対応する数の正
弦波装置、信号処理部、A/D変換器を必要とすること
がない。
【0007】
【実施例】以下、図面を基に本願発明の実施例を具体的
に説明する。図1に示す通り、この装置は、非正弦波発
振信号発生手段1と、電力増幅器11と、渦電流探傷プ
ローブ2と、増幅器30付のローパスフィルター3と、
A/D変換器41と、記憶装置42と、演算手段4とに
よって構成されるものである。
【0008】この非正弦波発振信号発生手段1は非正弦
波発振信号を渦電流探傷プローブ2に与えるものであ
る。この実施例において、非正弦波発振信号は10KH
zの三角波である。しかし、この他の周波数及び形状の
非正弦波信号を発するものとして、実施することも可能
である。
【0009】上記ローパスフィルター3は、渦電流探傷
プローブ2により得られる検出信号の不要な高調波成分
を除去するものである。この実施例において、ローパス
フィルター3は、60KHz以上の周波数を阻止するも
のを採用している。又A/D変換器41のサンプリング
周波数は160KHzとする。何れの数値も必要に応じ
て変更可能である。
【0010】記憶装置42は、A/D変換器41から得
たデジタル値を一時記憶するものである。上記演算手段
4は、ローパスフィルター3により帯域制限された信号
に対して、高速フーリエ変換(FFT)或いは離散フー
リエ変換(DFT)を行うことにより、各周波数の成分
に分解する。この実施例においては、DFT計算を行う
ものとして説明する。
【0011】演算手段4は、1周期のサンプル値が揃う
毎に、即ち1周期毎にDFT(又はFFT)計算及び後
述する一次結合演算を行う。
【0012】演算手段4の演算部401は、上記DFT
計算を行うものであり、演算部402は、上記DFT計
算により作られた各周波数成分について、それらの一次
結合を計算し、結果として欠陥弁別された信号を出力す
る(XO,YO)。
【0013】増幅器30は、ローパスフィルター3の出
力の周波数成分は、60KHzで制限されているため、
サンプリング周波数は、その2倍以上即ち120KHz
以上必要である。本願実施例においては、160KHz
のサンプリング周波数を用いてA/D変換するものであ
る。これは、1周期内を16点サンプリングしているこ
とになる。一周期のサンプリング値を順にx(0),x(1)
…x(15)と表記するものとする。
【0014】これらサンプリング値は、記憶装置42に
一時記憶される。演算手段4は、この記憶装置42に記
憶されているサンプリング値を読出し、フーリエ変換す
る。この場合離散数列になることから、その計算は、D
FT(又はFFT)手法を採用するものである。演算の
手法については、表1の演算1にその手法を示す。又表
1の各パラメーターについは、表1の下段に示す。 又
各周波数(10KHz,20KHz,30KHz,40
KHz,50KHz)の成分X(k) は、表1の(1) にて
算出される。この成分X(k) は複素数であるので、実数
成分RX(k) 及び虚数成分IX(k)は、表1の(2) に示
す通りである。
【0015】
【表1】
【0016】上述の演算によって得られた各周波数の実
数成分と虚数成分より、表2の(3)に行列演算で示す通
り、その一次結合演算により、欠陥弁別出力XOUT,YOU
T を得る。ここで、Ca,b は、一次結合の係数である。
【0017】
【表2】
【0018】図2の(A)に示すものは、発振装置1の
出力波形であり、図2の(B)に示すものは、ローパス
フィルター3への入力波形であり、同図(C)に示すも
のは、ローパスフィルター3の出力波形であり、同図
(D)に示すものは、A/D変換器41のサンプリング
クロックであり、同図(E)に示すものは、A/D変換
器41のデジタルサンプリング値である。
【0019】以上が本願発明の一実施例の基本的な構成
である。多重周波数渦電流探傷装置において、その各探
傷周波数は整数倍の設定のものを用いるのが殆どである
から、各探傷周波数は、基本周波数の整数倍に限定して
も問題ない。そこで、探傷フローブ2に与える信号とし
て、矩形波信号(デューディーM%)又は三角波信号な
どの非正弦波信号を用いる。このような信号は周波数成
分として、基本周波数以外に、この基本周波数の整数倍
の周波数の高調波成分を持つものである。
【0020】従って、上記手段を採用する本願発明に係
る多重周波数渦電流探傷装置にあっては、この正弦波信
号が、公知の渦流探傷プローブ2に供給される。渦流探
傷プローブ2は、被検材の欠陥情報を含んだ検出信号を
出力する。この検出信号は、基本周波数成分及びその高
調波成分を含んでいる。本願発明に係る多重周波数渦電
流探傷装置は、この検出信号について、必要とする最大
高調波成分を越えない領域を通過帯域とし最大高調波成
分を越える範囲を阻止域とするローパスフィルター3
と、アンプを通し、次にその最大高調波周波数の2倍以
上サンプリング周波数でサンプリングし且つA/D変換
器41によりA/D変換してデジタル値に変換し、記憶
装置42に記憶する。
【0021】1周期分のサンプリングデジタル値が得ら
れたら、これら各値より、公知の離散フーリエ(DF
T)又は高速フーリエ変換(FFT)する演算部によ
り、基本波及び高調波の周波数成分に分解する。この各
周波数の成分は、各々実数成分、虚数成分を持つが、こ
れらは、従来の各周波数の信号処理部の出力であるX出
力とY出力と同等となる。前記演算手段4は、前記DF
T又はFFTの計算処理を行うが、更に同演算手段4
は、次に必要となる一次結合の演算処理を行うことが可
能であり、最終的な欠陥弁別された信号を出力する。
【0022】従って、一つの非正弦波発振装置と、一つ
のプローブと、一つのローパスフィルター、アンプと、
一つのA/D変換器と、一つの演算部により多重周波数
渦流探傷装置を構成することが可能である。
【0023】
【発明の効果】本願発明の実施によって、周波数の多重
度に対して、これに対応する数の正弦波装置、信号処理
部、A/D変換器を必要とすることがない。即ち夫々一
つの装置で、周波数の多重度周波数の各波形成分を検出
すること可能となった。従って、著しくコストの低減を
可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】上記実施例によって得られる波形の説明図であ
る。
【図3】従来例のブロック図である。
【符号の説明】
1 正弦波発振信号発生手段 2 渦電流探傷プローブ 3 ローパスフィルター 4 演算手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の試験周波数波を用いる多重周波数
    渦電流探傷装置において、非正弦波発振信号発生手段
    と、渦電流探傷プローブと、ローパスフィルターと、演
    算手段とを備えてなり、上記非正弦波発振信号発生手段
    は非正弦波発振信号を渦電流探傷プローブに与えるもの
    であり、上記ローパスフィルターは、渦電流探傷プロー
    ブにより得られる検出信号の不要な高調波成分を除去す
    るものであり、上記演算手段は、ローパスフィルターに
    より帯域制限された信号に対して、フーリエ変換を行う
    ことにより、多重周波数の各波形成分を検出することが
    可能なるものであることを特徴とする多重周波数渦電流
    探傷装置。
JP19146292A 1992-06-24 1992-06-24 多重周波数渦電流探傷装置 Pending JPH0694681A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000131287A (ja) * 1998-10-23 2000-05-12 Japan Science & Technology Corp 磁気計測による探傷方法及び装置
JP2003065706A (ja) * 2001-08-22 2003-03-05 Nippon Steel Corp 導電体の厚み測定装置
JP2003149208A (ja) * 2001-11-09 2003-05-21 Japan Science & Technology Corp 非破壊検査装置
JP2003149212A (ja) * 2001-11-09 2003-05-21 Japan Science & Technology Corp 非破壊検査装置
JP2010048723A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Kobe Steel Ltd 鉄筋腐食検査方法,鉄筋腐食検査装置

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