JPH07113788A - Eddy current flaw detection probe coil - Google Patents

Eddy current flaw detection probe coil

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JPH07113788A
JPH07113788A JP5287207A JP28720793A JPH07113788A JP H07113788 A JPH07113788 A JP H07113788A JP 5287207 A JP5287207 A JP 5287207A JP 28720793 A JP28720793 A JP 28720793A JP H07113788 A JPH07113788 A JP H07113788A
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JP
Japan
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coil
eddy current
inspected
flaw detection
pair
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JP5287207A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Murakami
美廣 村上
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、プローブコイルを用いた渦流探傷法
により、被導体検査材に極く限定された局部のみに渦電
流を発生させることにより、微小欠陥を高S/N及び検
出感度を向上させる。 【構成】三角形の強磁性体コアの中央ポールに1次コイ
ル、両側の各ポールに1対の2次コイルを配置したプロ
ーブコイルを被導体検査材に近接して設置する。このプ
ローブコイルの1次コイルに交流電流を供給して被導体
検査材にビーム状の強力な磁束を交差させ、被導体検査
材の極く限定した局部に渦電流を発生させて、この渦電
流の変化を1対の2次コイルに発生する誘起電圧の差分
として抽出し、この差分電圧の変化から微小欠陥を検出
する。
(57) [Summary] [Object] The present invention generates an eddy current only in a very limited local area of a material to be inspected by an eddy current flaw detection method using a probe coil, and thereby, a high S / Improve N and detection sensitivity. [Structure] A primary coil is arranged in the center pole of a triangular ferromagnetic core, and a probe coil in which a pair of secondary coils is arranged on each pole on both sides is installed close to the material to be inspected. An alternating current is supplied to the primary coil of the probe coil so that a strong beam-like magnetic flux crosses the material to be inspected, and an eddy current is generated in a very limited area of the material to be inspected. Is extracted as a difference between the induced voltages generated in the pair of secondary coils, and a minute defect is detected from the change in the difference voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業界の応用分野】非磁性体のアルミ板、銅板及びS
US板や強磁性体の鋼板を検査対象として、各製造ミル
においてオンラインでリアルタイムに微小欠陥を検出す
ることが可能となり、出荷検査は勿論、製造工程におけ
る品質管理に役立つ。
[Industrial field] Non-magnetic aluminum plate, copper plate and S
It is possible to detect minute defects online in real time in each manufacturing mill by targeting a US plate or a ferromagnetic steel plate, which is useful for quality control in the manufacturing process as well as shipping inspection.

【0002】[0002]

【従来の技術】被導体検査材が板状で広幅材を検査する
公知技術としては、超音波探触子をアレー状に配置した
超音波探傷法、被導体検査材が強磁性体の場合は被導体
検査材を磁化し、欠陥部からの漏洩磁束を測定する漏洩
磁束探傷法、及び被導体検査材に交流磁束を交差させ、
この交流磁束により被導体検査材に渦電流を発生させ、
この渦電流の変化から欠陥を検出する渦電流探傷法等が
存在する。
2. Description of the Related Art Known techniques for inspecting a wide material having a plate-like conductor inspection material include an ultrasonic flaw detection method in which an ultrasonic probe is arranged in an array, and a conductor inspection material being a ferromagnetic material. Magnetization of the material to be inspected for conductor, leakage magnetic flux flaw detection method for measuring leakage flux from the defect part, and crossing of alternating magnetic flux to the material to be inspected for conductor,
This AC magnetic flux generates an eddy current in the conductor inspection material,
There are eddy current flaw detection methods and the like that detect defects from changes in this eddy current.

【0003】公知技術において渦電流探傷法は超音波探
傷法のように探傷時、接触材を必要とせず、非接触条件
で探傷が可能であり、オンラインでの高速探傷に適した
探傷方法である。
In the known art, the eddy current flaw detection method is a flaw detection method suitable for high-speed flaw detection online, since it does not require a contact material at the time of flaw detection and can perform flaw detection unlike the ultrasonic flaw detection method. .

【0004】公知技術でプローブコイルを用いた渦電流
探傷法の概略構成を図6に示す。図において、1は板状
の被導体検査材、2はE型強磁性体コア、PはE型強磁
性体の中央ポールに巻いた1次コイル、S,Sは中
央ポールの外側のポールに巻いた1対の2次コイル、Φ
は1次コイルPの中央ポールから発生する交流の磁束分
布、OSCは発振器、5は移相器、3は信号増幅器、4
は同期検波器
FIG. 6 shows a schematic structure of an eddy current flaw detection method using a probe coil according to a known technique. In the figure, 1 is a plate-shaped conductor inspection material, 2 is an E-type ferromagnetic core, P is a primary coil wound around a central pole of the E-type ferromagnetic material, and S 1 and S 2 are outside the central pole. A pair of secondary coils wound on a pole, Φ
Is a magnetic flux distribution of alternating current generated from the central pole of the primary coil P, OSC is an oscillator, 5 is a phase shifter, 3 is a signal amplifier, 4
Is a synchronous detector

【0005】公知技術である渦電流探傷法の動作を図6
を用いて簡単に説明する。
The operation of the eddy current flaw detection method, which is a known technique, is shown in FIG.
Will be briefly explained.

【0006】発振器OSCからE型強磁性体の中央ポー
ルに巻いた1次コイルPに交流電流を供給すると中央ポ
ールから磁界が発生し、図6に示す如く、被導体検査材
1に交差し、被導体検査材に局部的な渦電流を発生させ
る。
When an alternating current is supplied from the oscillator OSC to the primary coil P wound around the center pole of the E-type ferromagnetic material, a magnetic field is generated from the center pole, and as shown in FIG. A local eddy current is generated in the conductor inspection material.

【0007】今、図6に示す如く、被導体検査材が健全
部において、中央ポールから発生する磁束は1対のポー
ル(2次コイル用)に対して対称な磁束分布特性とな
り、従って被導体検査材に発生する渦電流の分布も、中
央ポールの中心にして左右対称な分布となる。
Now, as shown in FIG. 6, when the material to be inspected is a healthy part, the magnetic flux generated from the central pole has a symmetrical magnetic flux distribution characteristic with respect to the pair of poles (for the secondary coil). The distribution of the eddy current generated in the inspection material is also symmetrical with respect to the center of the central pole.

【0008】このため、渦電流によって発生する磁束も
左右対称となり、1対の2次コイルS,Sに誘起す
る電圧e,eの値は相等しくなる。
Therefore, the magnetic flux generated by the eddy current is also symmetrical, and the values of the voltages e 1 and e 2 induced in the pair of secondary coils S 1 and S 2 are equal.

【0009】この条件下で、被導体検査材が矢印方向に
移動して欠陥Iがプローブコイル下を通過すると、欠陥
部は電気抵抗が母材健全部に対して無限大であり、かつ
透磁率の値が1のため、欠陥部における渦電流の発生が
減少する。
Under this condition, when the conductor inspection material moves in the direction of the arrow and the defect I passes under the probe coil, the electric resistance of the defective portion is infinite with respect to the sound portion of the base material and the magnetic permeability is high. Since the value of 1 is 1, the generation of eddy currents in the defective portion is reduced.

【0010】この反作用として、1対の2次コイル
,Sに発生する誘起電圧の値が時間差をおいて差
が発生する。そこで、この差分を抽出するため、図に示
す如く1対の2次コイルを相互に逆相に結線することに
より差分電圧e=1e−e1の出力を得ることが
できる。
As a reaction to this, a difference occurs in the values of the induced voltages generated in the pair of secondary coils S 1 and S 2 with a time lag. Therefore, in order to extract this difference, it is possible to obtain an output of the difference voltage e Z = 1e 1 -e 2 1 by connecting a pair of secondary coils in opposite phases as shown in the figure.

【0011】この差分出力電圧を信号増幅器3に印加
し、所期値に増幅した後、同期検波器4に加えるととも
に、発振器OSCの出力電圧を移相器5に加えて、所期
値だけ移相した基準電圧eを同時に同期検波器4に印
加して検波する。
This differential output voltage is applied to the signal amplifier 3 and amplified to a desired value, and then added to the synchronous detector 4 and the output voltage of the oscillator OSC is added to the phase shifter 5 to shift only the desired value. The synchronized reference voltages e R are simultaneously applied to the synchronous detector 4 for detection.

【0012】検波器4の出力端子には信号増幅器3の出
力電圧の振幅値に比例し、かつ基準電圧との位相差Qに
対応した出力電圧が得られる。
At the output terminal of the detector 4, an output voltage proportional to the amplitude value of the output voltage of the signal amplifier 3 and corresponding to the phase difference Q from the reference voltage is obtained.

【0013】この出力電圧を測定することにより、間接
的に被導体検査材に存在する欠陥を非破壊的に検出する
ことができる。
By measuring this output voltage, it is possible to indirectly non-destructively detect the defects present in the conductor inspection material.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
公知技術においては以下に示す課題が存在し、検出性能
の向上が強く望まれている。
However, the conventional known techniques have the following problems, and it is strongly desired to improve the detection performance.

【0015】(1)被接触で探傷が可能であり、オンラ
イン・リアルタイム探傷に適しているが、微小欠陥に対
する検出性能が超音波探傷やX線方法と対比して劣り、
高信頼性に欠ける難点がある。
(1) Although it is possible to detect flaws by contact, and is suitable for online and real-time flaw detection, the detection performance for minute defects is inferior to that of ultrasonic flaw detection or X-ray method.
There is a difficulty in lacking high reliability.

【0016】(2)渦流探傷の公知技術における微小欠
陥の検出限界は、一般的にドリル貫通孔で孔径が0,1
mmである。
(2) The detection limit of minute defects in the known technique of eddy current flaw detection is generally a drill through hole with a hole diameter of 0,1.
mm.

【0017】(3) この微小欠陥に対する検出感度が
小さい原因は、E型コアの1次コイル用ポールから発生
する磁束の大半が被導体検査材と交差せず、直接両側の
2次コイル用ポールに交差するため、被導体検査材に対
して局部的に強い磁束を交差できないためである。
(3) The reason why the detection sensitivity to this minute defect is small is that most of the magnetic flux generated from the primary coil pole of the E-shaped core does not intersect the conductor inspection material, and the secondary coil poles on both sides are directly present. This is because a strong magnetic flux cannot locally cross the conductor inspection material.

【0018】(4)このため、従来技術における実用上
の検出限界は人工欠陥(ドリルホール)で孔径が0,3
mmである。
(4) Therefore, the practical detection limit in the prior art is an artificial defect (drill hole) with a hole diameter of 0.3.
mm.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】渦電流探傷法においてE
型コアを用いて、1次コイルと中央ポールに、両側の1
対のポールに2次コイルを配置した公知技術において、
1次コイル用ポールから交流磁束を被導体検査材に局部
的な渦電流を発生させ、被導体検査材の健全部と欠陥部
とに発生する渦電流の変化を2次コイルに誘起する電圧
の差分として抽出している。
Means for Solving the Problems In the eddy current flaw detection method, E
Using the mold core, for the primary coil and the central pole,
In a known technique in which a secondary coil is arranged on a pair of poles,
An AC magnetic flux is generated from the pole for the primary coil in the conductor inspection material to generate a local eddy current, and a change in the eddy current generated in the sound portion and the defective portion of the conductor inspection material is changed by the voltage induced in the secondary coil. It is extracted as a difference.

【0020】従って、微小欠陥に対する検出感度の向上
を図るためには、被導体検査材に対してビーム状の交流
磁束を強力に交差することができるかにより決定され
る。
Therefore, in order to improve the detection sensitivity for minute defects, it is determined depending on whether the beam-shaped AC magnetic flux can strongly cross the conductor inspection material.

【0021】そこで、図1に示す如く、プローブコイル
を構成する強磁性体コアの3本のポールにおいて、外側
の2本のポールを中央ポール側に傾けた構造にした。
Therefore, as shown in FIG. 1, of the three poles of the ferromagnetic core constituting the probe coil, the two outer poles are inclined toward the center pole.

【0022】この構造によって、1次コイルに交流電流
を供給すると、中央ポールから発生する磁束の大半は被
導体検査材にビーム状で交差することになり、より局部
的に強力な渦電流の発生が可能となる。
With this structure, when an alternating current is supplied to the primary coil, most of the magnetic flux generated from the central pole intersects the material to be inspected in the form of a beam, so that a stronger eddy current is locally generated. Is possible.

【0023】この結果、中央ポールの外側のポールに巻
いた2次コイルに誘起する電圧は、被導体検査材の局部
的な情報をより効率よく抽出した値となり、微小欠陥に
対する検出感度の向上を図ることができる。
As a result, the voltage induced in the secondary coil wound around the pole outside the central pole becomes a value in which the local information of the material to be inspected is extracted more efficiently, and the detection sensitivity for minute defects is improved. Can be planned.

【0024】[0024]

【作用】図1に示す構造において、中央ポールに1次コ
イル、両側の1対のポールに2次コイルを配置したプロ
ーブコイルの下側に被導体検査材を設置し、1次コイル
に交流電流を供給すると、1次コイル用中央ポール、被
導体検査材及び2次コイル用1対のコアにより磁気回路
が構成される。
In the structure shown in FIG. 1, a conductor inspection material is installed below the probe coil in which the primary coil is arranged in the central pole and the secondary coils are arranged in a pair of poles on both sides, and an alternating current is applied to the primary coil. Is supplied, a magnetic circuit is formed by the central pole for the primary coil, the conductor inspection material, and the pair of cores for the secondary coil.

【0025】前記した、強磁性体コアの透磁率μは10
〜10の値を保持しているため、1次コイル用コア
から発生した磁束は被導体検査材に交差した後、中央ポ
ールの外側に配置された1対の2次コイル用コアの先端
部を通る磁束分布特性となる。
The permeability μ of the ferromagnetic core is 10 as described above.
Since the values of 3 to 10 4 are retained, the magnetic flux generated from the primary coil core crosses the material to be inspected, and then the tips of the pair of secondary coil cores arranged outside the central pole. A magnetic flux distribution characteristic passing through the portion is obtained.

【0026】即ち、強磁性体コアの中央ポールの先端か
ら両側の1対の2次コイル用ポールの間隔Wは、中央ポ
ール各ポール間隔の先端部が最も狭いため、磁気回路の
磁気抵抗が最も小さい値となり、中央ポールから発生し
た磁束は被導体検査材と交差後、両側に配置した1対の
ポールの先端部を通る磁束分布となる。
That is, since the distance W between the pair of secondary coil poles on both sides from the tip of the central pole of the ferromagnetic core is the smallest at the tip of each pole interval between the central poles, the magnetic resistance of the magnetic circuit is the highest. It becomes a small value, and the magnetic flux generated from the central pole has a magnetic flux distribution passing through the tip portions of a pair of poles arranged on both sides after intersecting with the conductor inspection material.

【0027】このため、中央ポールから発生した磁束
(N本)は中央ポールの中心でほぼ2分割されて、被導
体検査材にビーム状の分布で局部的に交差することが可
能となり、微小欠陥に対する検出感度及びS/Nの向上
を図ることができる。
Therefore, the magnetic flux (N pieces) generated from the central pole is divided into about two at the center of the central pole, and it becomes possible to locally intersect the material to be inspected with a beam in a beam-like distribution, and micro defects. The detection sensitivity and S / N can be improved.

【本願技術の実施例】[Examples of the present technology]

【0028】本願技術の実施例を図1を用いて詳細に説
明する。図1において1は被導体検査材、2はプローブ
コイル用強磁性体コア、Pは1次コイル、S,S
1対の2次コイル、Wは中央ポールと外側に配置した1
対の2次コイル用ポールの間隔(以下、ポール間隔と記
す)、Qは1対の2次コイル用コアの傾き角度、Lはポ
ール下端と被導体検査材1との相対距離(以下、リフト
オフと記す)、Φは1次コイルの中央ポールから発生し
た交流磁束の分布。
An embodiment of the technique of the present application will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a material to be inspected, 2 is a ferromagnetic core for probe coil, P is a primary coil, S 1 and S 2 are a pair of secondary coils, and W is a central pole and an outer side 1
The interval between the pair of secondary coil poles (hereinafter referred to as the pole interval), Q is the inclination angle of the pair of secondary coil cores, and L is the relative distance between the lower end of the pole and the inspected material 1 (hereinafter lift-off). ,) Is the distribution of the AC magnetic flux generated from the center pole of the primary coil.

【0029】以下、図1及び従来技術図3を用いて、本
願技術の動作を説明する。なお被導体検査材1にはアル
ミ材を用いた。
The operation of the present technique will be described below with reference to FIG. 1 and the prior art FIG. An aluminum material was used as the conductor inspection material 1.

【0030】図1に示す中央ポールに巻いた1次コイル
に、図6に示す公知技術の発振器0scから交流電流を
供給し、図1に示す如く、被導体検査材1のアルミ板に
局部的にビーム状の交流磁束を交差させることが可能と
なり、かつ、中央ポールから発生する磁束の大半が被導
体検査材に交差する。
An alternating current is supplied from the known oscillator 0sc shown in FIG. 6 to the primary coil wound on the central pole shown in FIG. 1, and as shown in FIG. It becomes possible to cross the beam-shaped AC magnetic flux, and most of the magnetic flux generated from the central pole crosses the conductor inspection material.

【0031】このため、被導体検査材に局部的に強力な
渦電流を発生させることができ、図1において、被導体
検査材が矢印方向に移動し、欠陥Iが強磁性体コアの3
本のポール下を通過するとき、欠陥Iに磁束がビーム状
に交差しても、欠陥部は電気抵抗が被導体検査部と比較
して極端に大きいので渦電流が発生しない。
Therefore, a strong eddy current can be locally generated in the conductor inspection material, the conductor inspection material moves in the direction of the arrow in FIG.
When passing under the pole of the book, even if the magnetic flux intersects the defect I in the form of a beam, the defect portion has an extremely large electric resistance as compared with the conductor inspection portion, so that no eddy current is generated.

【0032】そこで、1対の2次コイルに誘起する電圧
,eの差分を抽出するため、1対の2次コイルS
,Sを相互に逆接続に結線し、従来技術と同様に信
号増幅器3に印加して所期値増幅後、同期検波器4に加
えて検波する。
Therefore, in order to extract the difference between the voltages e 1 and e 2 induced in the pair of secondary coils, the pair of secondary coils S
1 , 1 and S 2 are connected in reverse connection with each other, and applied to the signal amplifier 3 in the same manner as in the prior art to amplify the desired value, and then the signal is added to the synchronous detector 4 for detection.

【0033】同期検波器4の出力を測定することによ
り、極微小欠陥を高感度で検出することができる。
By measuring the output of the synchronous detector 4, very small defects can be detected with high sensitivity.

【0034】図2は強磁性体コアの各ポール間隔Wを2
mmに設定し、2次コイル用1対のポールの傾き角度
Q=0,15,30,45度の4水準に変更したときの
孔径が0,1mmの貫通孔に対する相対検出感度特性を
示す。
FIG. 2 shows the pole spacing W of the ferromagnetic core as 2
mm, tilt angle of the pair of poles for the secondary coil
The relative detection sensitivity characteristics for a through-hole having a hole diameter of 0.1 mm when changed to four levels of Q = 0, 15, 30, 45 degrees are shown.

【0035】図2に示す如く、リフトオフLとポール間
隔Wとの比を0,5〜4まで変化したとき、孔径が0,
1mmの人工欠陥に対する検出感度特性は、1対の2次
コイル用ポールの角度Qが大きい程向上する。
As shown in FIG. 2, when the ratio of the lift-off L and the pole interval W is changed from 0.5 to 4 the hole diameter becomes 0,
The detection sensitivity characteristic for an artificial defect of 1 mm improves as the angle Q of the pair of secondary coil poles increases.

【0036】特に、W/L=0,5に設定して探傷した
場合、傾き角度 Q=0゜に対比して30゜〜45°の
場合、人工欠陥に対する検出感度は5倍以上に向上す
る。
In particular, when W / L = 0,5 is set for flaw detection, and in the case where the inclination angle is 30 ° to 45 ° in comparison with the inclination angle Q = 0 °, the detection sensitivity for artificial defects is improved five times or more. .

【0037】なお、図2において相対検出感度の1,0
の値は1対の2次コイル用ポールの傾き角度Q=0゜
で、W/L=4に設定したときの検出感度で正規化した
特性である。
In FIG. 2, the relative detection sensitivity of 1,0
Is the inclination angle Q = 0 ° of the pair of secondary coil poles, and is a characteristic normalized by the detection sensitivity when W / L = 4 is set.

【0038】図3は本願技術において、1次コイル用ポ
ールと1対の2次コイル用ポールの間隔Wを2,4,6
mmと3水準で、W/Lの比が1,0において、図2と
同様、アルミ板に加工した孔径がW=2の時はd=0,
1mm、W=4の時はd=0,2mm、W=6の時はd
=0,3mmの人工欠陥を探傷し、1対の2次コイル用
ポールの傾き角度に対するS/N特性の試験結果を示
す。
FIG. 3 shows that in the technique of the present application, the interval W between the primary coil pole and the pair of secondary coil poles is 2, 4, and 6.
When the W / L ratio is 1.0 at mm and 3 levels, d = 0, when the hole diameter processed in the aluminum plate is W = 2, as in FIG.
1 mm, d = 0,2 mm when W = 4, d when W = 6
The artificial defect of = 0,3 mm is detected and the test result of the S / N characteristic with respect to the inclination angle of the pair of secondary coil poles is shown.

【0039】図3に示す如く、1対の2次コイル用ポー
ルの傾き角度Qの値が大きい程、人工欠陥に対するS/
N特性の向上が確認され、傾き角度Qの値が30°で
は,約2,25倍も向上できることが判明した。
As shown in FIG. 3, as the value of the inclination angle Q of the pair of secondary coil poles increases, the S /
It was confirmed that the N characteristic was improved, and it was found that when the value of the tilt angle Q was 30 °, it could be improved about 2,25 times.

【0040】なお、図3のS/N特性曲線において、相
対S/Nの1,0の値は傾き角度Q=0°で、かつW=
2,4,6mmにおける人工欠陥に対するS/Nを1,
0に正規化して表示した。
In the S / N characteristic curve of FIG. 3, the relative S / N value of 1 and 0 is the inclination angle Q = 0 ° and W =
S / N for artificial defects at 2, 4, 6 mm is 1,
It was normalized to 0 and displayed.

【0041】図4は本願技術の他の実施例を示す構成図
で、図4において、1は被導体検査材が強磁性体、Mは
被導体検査材を磁化するための電磁石、Mc.Mc
は電磁石M用の磁化コイル、MsはプローブコイルPc
の磁気シールド用コア、Pcは図1に示す構成されるプ
ローブコイル。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the technique of the present application. In FIG. 4, 1 is a ferromagnetic material for the material to be inspected, M is an electromagnet for magnetizing the material to be inspected, Mc 1 . Mc 2
Is a magnetizing coil for the electromagnet M, Ms is a probe coil Pc
Magnetic shield core, Pc is a probe coil configured as shown in FIG.

【0042】渦流探傷法において被導体検査材が強磁性
体の場合、強磁性体の局部的な磁気特性の変化によるノ
イズを除去するため、強力な磁石で前記した被導体検査
材を磁気飽和することは公知である。
In the eddy current flaw detection method, when the material to be inspected is a ferromagnetic material, noise due to a local change in magnetic characteristics of the ferromagnetic material is removed, so that the material to be inspected is magnetically saturated with a strong magnet. This is well known.

【0043】しかし、被導体検査材を磁化することによ
り、プローブコイル用強磁性体コアが磁気飽和したので
は本願技術の特徴を活用することが不能となる。これら
の悪影響を防止するため、磁気シールドを施す技術も公
知である。
However, if the conductor core material is magnetized and the ferromagnetic core for the probe coil is magnetically saturated, it becomes impossible to utilize the features of the present technology. In order to prevent these adverse effects, a technique of applying a magnetic shield is also known.

【0044】しかし、本願技術の図1に示す如く、プロ
ーブコイルPc用強磁性体コアにおいて、2次コイル用
ポールを1次コイル用ポール側に傾けることにより、磁
気シールド効果を高めることを発見した。
However, as shown in FIG. 1 of the present technique, it was discovered that in the ferromagnetic core for the probe coil Pc, the magnetic shield effect is enhanced by tilting the secondary coil pole toward the primary coil pole side. .

【0045】図4はプローブコイルPcに外乱磁界が交
差するとき、プローブコイルPcの外側に磁気シールド
用強磁性体コアMsを設置することによるシールド効果
を試験するときの構成を示す。
FIG. 4 shows a configuration for testing the shield effect by placing the magnetic shield ferromagnetic core Ms outside the probe coil Pc when the disturbance magnetic field intersects the probe coil Pc.

【0046】図4において1対の磁化コイルMc.M
の各コイルを直列に給線し、この磁化コイルに磁化
電源(図示せず)から50Hzの交流電流を供給し、プ
ローブコイルPcの1対の2次コイルを加算結線して、
1対の2次コイルに誘起する電圧eN1,eN2を加算
し、この加算電圧e=eN1+eN2の出力電圧の振
幅値からシールド効果を評価した。
In FIG. 4, a pair of magnetizing coils Mc 1 . M
Each coil of c 2 is fed in series, an alternating current of 50 Hz is supplied from a magnetizing power source (not shown) to this magnetizing coil, and a pair of secondary coils of the probe coil Pc are additively connected,
The voltages e N1 and e N2 induced in the pair of secondary coils were added, and the shield effect was evaluated from the amplitude value of the output voltage of the added voltage e N = e N1 + e N2 .

【0047】図5は図4に示す構成による試験結果で、
1対の2次コイル用ポールの傾き角度Qを4水準(0
゜,10゜,30゜,45°)に設定して測定した。な
お、図5において、傾き角度Qが0度でA点にガウスメ
ータを設置し、0,035テスラの磁束密度を1,0に
正規化してシールド効果特性を表示した。
FIG. 5 shows the test results obtained by the configuration shown in FIG.
The inclination angle Q of the pair of secondary coil poles is set to four levels (0
(°, 10 °, 30 °, 45 °). In FIG. 5, a Gauss meter was installed at a point A with an inclination angle Q of 0 degree, and the magnetic flux density of 0.035 Tesla was normalized to 1.0, and the shield effect characteristics were displayed.

【0048】図5に示す如く、2次コイル用ポールの傾
き角度が大きくなると、1対の2次コイルの加算出力電
圧eの振幅は小さくなり、シールド効果が高いことが
判明した。
As shown in FIG. 5, when the inclination angle of the pole for the secondary coil becomes large, the amplitude of the added output voltage e N of the pair of secondary coils becomes small, and it is found that the shield effect is high.

【0049】このシールド効果の向上は、シールドコア
Msと1対の2次コイル用ポールの先端との相対距離M
値が傾き角度に対応して広いためである。
The improvement of the shield effect is achieved by the relative distance M between the shield core Ms and the tips of the pair of secondary coil poles.
This is because the L value is wide corresponding to the tilt angle.

【0050】また、傾き角度Qの値が30°と45°と
はほぼ同じシールド効果が得られ、0,04テスラで相
対出力が0,90に達している。この要因としては、シ
ールド用コアMsが電磁石の磁界強度で飽和に近づき、
シールド効果が減少していると思われる。
Further, when the value of the inclination angle Q is 30 ° and 45 °, almost the same shield effect is obtained, and the relative output reaches 0.90 at 0.04 Tesla. This is because the shield core Ms approaches saturation due to the magnetic field strength of the electromagnet,
The shield effect seems to be decreasing.

【0051】本願技術のプローブコイルを用いて製造工
程にてオンラインで渦流探傷を行う場合は、被導体検査
材の方向に一定間隔に配置したアレー状のプローブコイ
ルを前記被導体検査材に近接して設置して、被導体検査
材を走行させることにより、被導体検査材の全幅及び全
長を検査することができる。
When performing eddy current flaw detection online in the manufacturing process using the probe coil of the present technology, array probe probes arranged at regular intervals in the direction of the material to be inspected are placed close to the material to be inspected. It is possible to inspect the entire width and the entire length of the material to be inspected by running the material to be inspected.

【0052】 ただし、オンラインで検査する場合
は、被導体検査材とプローブコイルとのリフトオフ変動
により、欠陥の検出感度が変化するので、アレー状に配
置したプローブコイルの前後(ライン方向)一定間隔に
1対の被導体検査材の振動防止ローラを設置するか、又
は製造ラインにブライドル・ロールが存在するときは、
ブライドル・ロールに近接してアレー状に配置したプロ
ーブコイルを設置して、被導体検査材の振動を防止して
検査することができる。
However, when inspecting online, the lift-off fluctuation between the material to be inspected and the probe coil changes the defect detection sensitivity. Therefore, the probe coils arranged in an array are arranged at regular intervals before and after (line direction). Install a pair of anti-vibration rollers for conductor inspection material, or if there is a bridle roll on the production line,
By arranging probe coils arranged in an array close to the bridle roll, it is possible to prevent vibration of the conductor inspection material and perform inspection.

【0053】さらに、被導体検査材が強磁性体オンライ
ンで検査する場合は、被導体検査材の(公知の如く)局
部的な磁気ノイズを除去するため磁石により被導体検査
材を磁気飽和させるが、磁化方式としては非磁性ロール
内に磁石を設置し、この非磁性ロール上を被導体検査材
を通搬して磁化する方式や、ライン走行方向に一定間隔
に1対のロールを配置し、この中央近くに磁石を設置し
て磁化する方式等が採用されるが、本技術のプローブコ
イルを用いた渦流探傷法では磁化条件になんら制限を受
けることはない。
Further, when the conductor inspection material is inspected on-line with a ferromagnetic material, the conductor inspection material is magnetically saturated by a magnet in order to remove local magnetic noise (as is known) of the conductor inspection material. As a magnetizing method, a magnet is installed in a non-magnetic roll, and the non-magnetic roll is conveyed and magnetized by conducting a material to be inspected on the conductor, or a pair of rolls are arranged at regular intervals in the line running direction, A method of magnetizing by installing a magnet near the center is adopted, but the eddy current flaw detection method using the probe coil of the present technology does not limit the magnetizing conditions.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上、本願技術の説明で明らかなように
下記の各項に示す効果を得ることができ、従来技術の課
題を解決することができた。
As is apparent from the description of the technique of the present application, the effects shown in the following items can be obtained, and the problems of the prior art can be solved.

【0055】(1)1対の2次コイル用ポールを1次コ
イル用ポール側に傾けた構造にすることにより、ポール
間隔Wとポール先端と被導体検査材とのリフトオフLの
比W/Lが1以下で、従来技術と比較して約1,5倍〜
6倍もの高感度化を達成することができた。
(1) The structure in which the pair of secondary coil poles is inclined toward the primary coil pole side allows the ratio W / L of the pole interval W and the lift-off L between the pole tip and the material to be inspected. Is 1 or less, which is about 1,5 times that of the prior art.
It was possible to achieve a sensitivity as high as 6 times.

【0056】(2)このことは、ポール間隔Wの値が小
さく設定可能となり、被導体検査材に対して局限定され
た場所に、ビーム状の交流磁束を交差させることを可能
とし、微小欠陥に対する検出感度の向上を可能とする。
(2) This makes it possible to set the value of the pole spacing W to a small value, and it is possible to cross the beam-shaped AC magnetic flux at a locally limited location with respect to the material to be inspected, and to detect minute defects. It is possible to improve the detection sensitivity to.

【0057】(3)傾き角度Qを持たせることにより、
従来公知技術と比較して同一人工欠陥に対するS/Nを
約1,3〜2,4倍も向上することができる。
(3) By giving the tilt angle Q,
It is possible to improve the S / N for the same artificial defect by about 1,3 to 2,4 times as compared with the conventionally known technique.

【0058】(4)さらに、渦流探傷時における外乱ノ
イズ(磁気ノイズ)及び被導体検査材に強磁性体を対象
として、磁気飽和させる時の静磁界に対して、極めて高
いシールド効果を得ることができる。
(4) Further, it is possible to obtain an extremely high shield effect against disturbance noise (magnetic noise) at the time of eddy current flaw detection and a static magnetic field at the time of magnetic saturation when targeting a ferromagnetic material as a material to be inspected. it can.

【0059】(5)因に0,02テスラの磁束密度に対
して、ポールの傾き角度を30度に設定すると傾き角度
Q=0゜に対比して、約7倍ものシールド効果を得るこ
とができる。
(5) For a magnetic flux density of 0.02 Tesla, if the tilt angle of the pole is set to 30 degrees, a shield effect of about 7 times that of the tilt angle Q = 0 ° can be obtained. it can.

【0060】(6)本願技術を用いることにより、被導
体検査材に非磁性体及び強磁性体を対象した探傷結果、
孔径が0,1mmの人工欠陥をS/N>3以上で検出可
能となった。
(6) By using the technique of the present application, the flaw detection result for the non-magnetic material and the ferromagnetic material as the material to be inspected for conductors,
It became possible to detect artificial defects with a pore size of 0.1 mm at S / N> 3 or more.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本願の基本構成を示すプローブコイルFIG. 1 is a probe coil showing the basic configuration of the present application.

【図2】 本願技術による人工欠陥に対する検出感度特
FIG. 2 Detection sensitivity characteristics for artificial defects according to the present technology

【図3】 本願技術による人工欠陥に対するS/N特性FIG. 3 S / N characteristics for artificial defects according to the present technology

【図4】 本願技術の他の実施例の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of another embodiment of the present technology.

【図5】 図4に示す外部磁束に対するシールド効果を
示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a shield effect with respect to the external magnetic flux shown in FIG.

【図6】 渦流探傷法の公知技術FIG. 6 Known technique of eddy current flaw detection method

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・被導体検査材 2・・・強磁性
体コア 3・・・信号増幅器 4・・・同期検
波器 5・・・移相器 OSC・・・発
振器 P・・・1次コイル S・・・
1対の2次コイル Q・・・1対の2次コイル用ポールの傾き角度 W・・・中央ポールと1対の2次コイル用ポールとの間
隔 L・・・リフトオフ Φ・・・1次コイル用ポールから発生する磁束の分布 M・・・電磁石 McMc
・・1対の磁化コイル Hs・・・シールド用コア A・・・磁束密
度計測位置 Pc・・・プローブコイル M・・・2次コイル用ポールとシールド用コアとの相
対距離
1 ... Conductor inspection material 2 ... Ferromagnetic material core 3 ... Signal amplifier 4 ... Synchronous detector 5 ... Phase shifter OSC ... Oscillator P ... Primary coil S 1 S 2 ...
One pair of secondary coils Q ... Inclination angle of one pair of secondary coil poles W ... Distance between center pole and one pair of secondary coil poles L ... Lift-off Φ ... Primary Distribution of magnetic flux generated from the coil pole M ... Electromagnet Mc 1 Mc 2
.. One pair of magnetizing coils Hs ... Shield core A ... Magnetic flux density measurement position Pc ... Probe coil M L ... Relative distance between secondary coil pole and shield core

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被導体検査材にプローブコイルを近接
し、かつ対向して設置し、プローブコイルに相互誘導方
式を用い、1次コイルから交流磁束を発生して前記被導
体検査材に局部的な渦電流を流し、被導体検査材に存在
する欠陥を検出する渦流探傷用プローブコイルにおい
て、 前記プローブコイルコアに三角形の3ポールを用い、中
央ポールに1次コイルを配置し、他の2ポールに1対の
2次コイルを配置し、1次コイル用ポールは被導体検査
材に垂直に、他の1対のポールは中央ポール側に傾けて
設置して、1次コイルに交流電流を供給し、1対の2次
コイルに誘起する電圧の差分を抽出することを特徴とす
る渦流探傷用プローブコイル。
1. A probe coil is installed close to and facing a material to be inspected, and a mutual induction method is used for the probe coil to generate an AC magnetic flux from the primary coil to locally apply the magnetic field to the material to be inspected. Eddy current flaw detection probe coil for detecting a defect existing in a material to be inspected by applying a large eddy current. A triangular coil 3 pole is used for the probe coil core, a primary coil is arranged in the central pole, and another 2 poles are used. A pair of secondary coils are installed in the primary coil, the primary coil poles are installed perpendicular to the material to be inspected, and the other pair of poles are tilted toward the center pole to supply an alternating current to the primary coil. A probe coil for eddy current flaw detection, wherein a difference in voltage induced in a pair of secondary coils is extracted.
【請求項2】 (請求項1)により構成した渦流探傷用
プローブコイルにおいて、三角形強磁性体コアの中央ポ
ールに対して、外側の1対の2次コイル用ポールを中央
ポール側に傾け、かつこの傾き角度を10〜45度に設
定することを特徴とする渦流探傷用プローブコイル。
2. The eddy current flaw detection probe coil according to claim 1, wherein a pair of outer secondary coil poles are tilted toward the central pole side with respect to the central pole of the triangular ferromagnetic core. A probe coil for eddy current flaw detection, wherein the inclination angle is set to 10 to 45 degrees.
【請求項3】 (請求項2)により構成した渦電流探傷
用プローブコイルにおいて、 三角形3ポール用強磁性体コアの外側に外乱磁界を除去
するため、磁気シールド用強磁性体コアを配置したこと
を特徴とする渦流探傷用プローブコイル。
3. The eddy current flaw detection probe coil according to (2), wherein a magnetic shield ferromagnetic core is arranged outside the triangular 3-pole ferromagnetic core to remove a disturbance magnetic field. A probe coil for eddy current flaw detection characterized by:
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Cited By (5)

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