JPH0815231A

JPH0815231A - 渦流探傷検査装置

Info

Publication number: JPH0815231A
Application number: JP6150035A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kinoshita; 勝彦木下; Seiji Noda; 誠治野田; Mitsunari Takeuchi; 三成竹内
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】試験コイルと被試験物との距離、試験コイル
に流れる電流の変化を増幅して検出信号を得る際のゲイ
ン等の測定条件を人手に頼ることなく自動的に実施する
ことができる渦流探傷検査装置を提供する。【構成】ＣＰＵ６が、先端円筒部１ａの側面に試験コ
イル２を含む探傷用プローブ１で、校正用試験片３の所
定の深さの人工損傷が形成された取り付け穴１３を検査
する。ＣＰＵ６は、試験コイル２から出力される検出信
号を基に探傷用プローブ１の位置制御および渦流探傷部
５内の増幅器のゲインを設定する。被検査物４と校正用
試験片３はＸ方向またはＹ方向の移動、あるいは回転が
自由にできる構造を有する検査テーブル８上の所定の位
置に配置される。検査テーブル８の移動および回転、探
傷用プローブ１の位置は、ＣＰＵ６に制御されるととも
に、ＣＰＵ６は、制御情報を記録紙への印字および光デ
ィスクへ書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属部品等の傷を検出
する渦流探傷検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被試験物の傷を発見する手段として、い
わゆる渦流探傷検査装置が知られている。この渦流探傷
検査装置の概略は以下に述べる通りである。まず、試験
コイルを被試験物に近接させ、試験コイルより被試験物
の表面を通過する交流磁界を発生する。これにより被試
験物の表面に渦電流が発生する。

【０００３】そして、試験コイルを被試験物の表面と平
行に移動させつつ、試験コイルに流れる電流を測定す
る。この試験コイルが移動する過程で、被試験物に損傷
が存在する場合には、被試験物の表面に流れる渦電流が
変化し、この結果、試験コイルに流れる電流が変化し、
試験コイルのインピーダンスが変化する。従って、この
試験コイルのインピーダンスの変化を検出信号として取
り出すことにより、被試験物の損傷の有無を判定するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、試験コイル
に流れる電流の変化の幅は、検査される被試験物の材
質、試験コイルと被試験物との距離、試験コイルを被試
験物に対して相対移動させる際の移動速度等により変化
する。また、検出すべき損傷の大きさも、検査すべき部
品、製品等によって異なる。従って、検出すべき損傷が
すべて検出されるようにするためには、試験コイルと被
試験物との距離、試験コイルに流れる電流の変化を増幅
して検出信号を得る際のゲイン等の測定条件を最適化す
る校正作業が必要がある。

【０００５】しかしながら、従来の渦流探傷検査装置
は、このような校正作業を人手により行わねばならず、
その取り扱いが不便であった。また、人手による校正を
行った場合、その精度を上げることが困難であり、渦流
探傷検査装置の測定精度を低下させる要因ともなってい
た。

【０００６】本発明は、このような背景の下になされた
もので、試験コイルと被試験物との距離、試験コイルに
流れる電流の変化を増幅して検出信号を得る際のゲイン
等の測定条件を人手に頼ることなく自動的に実施するこ
とができる渦流探傷検査装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するために、請求項１にあっては、人工損傷の形成され
た校正用試験物に前記試験コイルを対向させ、所定振幅
の前記検出信号が得られるように該検出信号を得るため
の測定条件を設定する校正手段を有することを特徴とす
る。

【０００８】請求項２にあっては、前記校正手段が、所
定振幅の前記検出信号が得られるように前記校正用試験
物と前記試験コイルとの相対的な位置関係を調整するも
のであり、該校正手段による調整の後、前記試験コイル
および前記被試験物を相対移動させ、前記検出信号を得
る動作を行うことを特徴とする。

【０００９】請求項３にあっては、前記校正手段が、所
定振幅の前記検出信号が得られるように、前記電流の変
化から該検出信号を得る際のゲインを調整することを特
徴とする。

【００１０】請求項４にあっては、前記校正用試験物が
大きさの異なった複数の人工損傷を有しており、前記校
正手段はこれらの各損傷に対応した前記検出信号の振幅
変化幅が所定範囲に亙って分布するように前記測定条件
の設定を行うことを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１に係る発明によれば、損傷を有する試
験物の検査を行った場合に所定振幅の検出信号が得られ
るように測定条件の設定が行われる。請求項２に係る発
明によれば、損傷を有する試験物の検査を行った場合に
所定振幅の検出信号が得られるように、被試験物と試験
コイルとの相対的位置関係の初期設定がなされる。請求
項３に係る発明によれば、損傷を有する試験物の検査を
行った場合に所定振幅の検出信号が得られるように、試
験コイルに流れる電流の変化から検出信号を得る際のゲ
インが調整される。請求項４に係る発明によれば、一定
範囲内の大きさの損傷が検出されるように測定条件が設
定される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。

【００１３】Ａ．実施例の構成図１はこの発明の一実施例による渦流探傷検査装置の構
成図である。図１において、４は検査対象たる被試験物
である。この被試験物４は、図１に示すように、円盤状
の形状であり、複数の取り付け穴１２，１２，…が形成
されている。本実施例による渦流探傷検査装置は、これ
らの取り付け穴１２，１２，…の壁面の損傷を検査する
ものである。３はこの渦流探傷検査装置を校正するため
に使用される校正用試験片であり、その一例を図２に示
す。この校正用試験片３は、その材質、厚さ、取り付け
穴１３の口径が被試験物４のそれらと同一であるが、取
り付け穴１３の周囲に所定の深さの人工損傷が形成され
ている。図２に示すように取り付け穴１３の中心を原点
とし、かつ鉛直方向のＺ軸を有するＸ−Ｙ−Ｚ直交座標
系を想定した場合、取り付け穴１３の周囲のうち−Ｘ方
向の位置に人工損傷９が、Ｙ方向の位置に人工損傷１０
が、Ｘ方向の位置に人工損傷１１が形成されている。ま
た、各人工損傷９、１０および１１は、各々深さが異な
っており、本実施例では各々７５［μｍ］、１５０［μ
ｍ］および２２５［μｍ］となっている。

【００１４】図１において、８は検査テーブルであり、
校正用試験片３および被試験物４はこの検査テーブル８
上の所定の位置に所定の姿勢で配置される。また、検査
テーブル８は、数値制御により上記Ｘ方向またはＹ方向
の移動、あるいは回転が自由にできる構造となってい
る。

【００１５】また、図１において、１は探傷用プローブ
であり、図示しない駆動手段により上記Ｘ，ＹおよびＺ
軸各方向に移動されるとともに回転されるようになって
いる。この探傷用プローブ１には、円筒形状の先端円筒
部１ａが取り付けられており、この先端円筒部１ａの側
面にはコイルからなる試験コイル２が取り付けられてい
る。また、先端円筒部１ａの先端にはタッチセンサ（図
示略）が設けられている。５は渦流探傷部である。この
渦流探傷部５は、ゲイン調整の可能な増幅器を有してお
り、この増幅器により試験コイル２のインピーダンス変
化により得られる電圧の変化を増幅し検出信号として出
力する。また、渦流探傷部５はこの検出信号を時系列デ
ジタルデータに変換して出力すると共に検出信号の波形
を図示しない表示装置に表示する。この渦流探傷検査装
置の各部を制御するＣＰＵ（中央処理装置）６である。
上記渦流探傷部５内の検出信号を出力する増幅器のゲイ
ンはこのＣＰＵ６により設定される。また、検査テーブ
ル８の移動および回転の制御、探傷用プローブ１の上下
方向の位置制御等もこのＣＰＵ６が出力する制御情報に
従って制御される。７は記録装置であり、ＣＰＵ６から
与えられる制御情報に従って記録紙への印字および光デ
ィスクへの書き込みを行う。

【００１６】Ｂ．実施例の動作以下、本実施例の動作を説明する。（１）校正図示しない入力手段を介して校正を指示するコマンドが
入力されると、ＣＰＵ６により検査テーブル８の位置の
初期設定が行われ、この結果、校正用試験片３が探傷用
プローブ１の下方に位置することとなる。次いでＣＰＵ
６から探傷用プローブ１の駆動手段に制御信号が送ら
れ、探傷用プローブ１は徐々に降下する。そして、前述
したタッチセンサにより校正用試験片３との接触が検出
されると、ＣＰＵ６により探傷用プローブ１が停止され
る。次にＣＰＵ６は、Ｘ，ＹおよびＺ軸を制御し、徐々
に校正用試験片３の取り付け穴１３に挿入する。この結
果、試験コイル２が校正用試験片３の取り付け穴１３の
内壁に対向しつつ円運動し、試験コイル２が取り付け穴
１３の内壁に形成された人工損傷９、１０および１１を
通過する毎に試験コイル２のインピーダンスが変化し、
出力電圧が変化することとなる。そして、この電圧の変
化が渦流探傷部５内の増幅器によって増幅され、この結
果得られる検出信号が時系列デジタルデータとなってＣ
ＰＵ６へ供給される。

【００１７】ここで、先端円筒部１ａが図１において矢
印で示した方向に回転するものとし、試験コイル２が上
述した−Ｘ方向を向いている場合にθ＝９０［゜］、Ｙ
方向を向いている場合にθ＝１８０［゜］、Ｘ方向を向
いている場合にθ＝２７０［゜］となるように先端円筒
部１ａの回転角が定義されているとすると、先端円筒部
１ａが１回転することにより図３に示す検出信号が渦流
探傷部５により得られる。図３において、θが９０
［°］、１８０［°］および、２７０［°］の点に現れ
る信号は、それぞれ校正用試験片３に形成された人工損
傷９、１０、１１の影響によるものである。

【００１８】そして、ＣＰＵ６は渦流探傷部５により得
られる検出信号の振幅が最大になるように探傷用プロー
ブ１をＺ軸方向に移動させる。このような制御が行われ
る結果、探傷用プローブ１の上下方向の位置が渦流探傷
に最適な位置に設定される。

【００１９】次にＣＰＵ６は、渦流探傷部５から供給さ
れる時系列デジタルデータに基づいてθ＝９０［°］、
１８０［°］および２７０［°］に対応した検出信号の
各振幅値ａ（９０）、ａ（１８０）およびａ（２７０）
を求め、予め決定されたこれらの各振幅値の理想値ｂ
（９０）、ｂ（１８０）およびｂ（２７０）との間に下
記の式（１）〜（３）が成立するか否かを判定する。 −Ｄmin≦ａ（９０）−ｂ（９０）≦Ｄmax ・・・（１） −Ｄmin≦ａ（１８０）−ｂ（１８０）≦Ｄmax ・・・（２） −Ｄmin≦ａ（２７０）−ｂ（２７０）≦Ｄmax ・・・（３）ただし、上記式（１）〜（３）において、Ｄmaxおよび
Ｄminは、校正の精度を設定する値で、これらの値が小
さいほど検査精度は高くなる。そして、（１）式および
（２）式および（３）が、どれも成り立つ場合には、Ｃ
ＰＵ６は、渦流探傷部５内の増幅器のゲイン、探傷用プ
ローブ１の位置の位置を校正データとして記録装置７に
よって記録する。これに対し、（１）式および（２）式
および（３）式の内、いずれか１式でも成り立たない場
合、ＣＰＵ６は、Ｓ（９０）＝ａ（９０）／ｂ（９０）・・・（４）Ｓ（１８０）＝ａ（１８０）／ｂ（１８０）・・・（５）Ｓ（２７０）＝ａ（２７０）／ｂ（２７０）・・・（６）を演算し、次いで、Ｓ（９０）＝Ｓ（２７０）±Δ ・・・（７）となるように探傷用プローブ１をＸ軸方向に移動させ
る。次にＳ（１８０）＝Ｓ（９０）±Δ ・・・（８）となるように探傷用プローブ１をＹ軸方向に移動させ
る。ここで、Δは、校正の精度を設定する値であり、こ
の値が小さいほど検査精度は高くなる。

【００２０】このような処理が繰り返されることにより
探傷用プローブ１のＸ方向およびＹ方向の位置調整が行
われ、（７）式および（８）式のすべてが成立する探傷
用プローブ１の位置が求められる。そして、探傷用プロ
ーブ１のＸ方向およびＹ方向の位置調整が終了すると、
ＣＰＵ６により、 −Ｄmin≦ａ（９０）−ｂ（９０）≦Ｄmax ・・・（９）が成立するように渦流探傷部５内の増幅器のゲインが調
整される。以上により校正が終了し、ＣＰＵ６は、渦流
探傷部５内の増幅器のゲイン、探傷用プローブ１の位置
を校正データとして記録装置７によって記録する。

【００２１】そして、校正が終了すると、被試験物４の
取り付け穴１２，１２，…のうち第１番目に検査すべき
取り付け穴と校正用試験片３の取り付け穴１３との相対
距離に対応した距離だけ検査テーブル８がＸ方向および
Ｙ方向に進められる。この結果、第１番目の取り付け穴
１２が探傷用プローブ１の直下に位置することとなる。
そして、試験コイルを介して取り付け穴１２，１２，…
の探傷検査が行われる。以後、各取り付け穴のピッチに
対応した角度ずつ検査テーブル８が回転され、第２番目
以降の各取り付け穴１２，１２，…の探傷検査が行われ
る。

【００２２】本発明の適用範囲は、上記実施例に限った
ものではなく、種々の変形が可能である。例えば、被試
験物４の面部に沿って試験コイル２を直線移動させるこ
とにより探傷検査を行う場合に適用してもよい。また、
校正を行う測定条件は、探傷用プローブ１の位置、渦流
探傷部５内の増幅器のゲインに限定されるものではな
く、探傷検査の精度向上に有効な項目を必要に応じて校
正すればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、従来人間が実施していた、渦流探傷検査装置の校正
のための煩雑な操作が人間が関与することなく自動的に
実施され、精度のよい探傷検査を行うことができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による渦流探傷検査装置の一例を示す構
成図である。

【図２】本発明による渦流探傷検査装置の自動校正に使
用する校正用試験片の一例を示す図である。

【図３】本発明による渦流探傷検査装置において、図２
に示す校正用試験片を検査したときに渦流探傷器から出
力される信号波形を示す図である。

【符号の説明】

１探傷用プローブ２試験コイル３校正用試験片４被試験物５渦流探傷部６ＣＰＵ７記録装置８検査テーブル９人工損傷（深さ［７５μｍ］）１０人工損傷（深さ［１５０μｍ］）１１人工損傷（深さ［２２５μｍ］）１２取り付け穴（被試験物）１３取り付け穴（校正用試験片）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試験コイルを被試験物に沿って移動させ
ると共に該試験コイルにより被試験物に交流磁界を与
え、該試験コイルに流れる電流の変化に基づいて前記被
試験物の損傷を表わす検出信号を得る渦流探傷検査装置
において、人工損傷の形成された校正用試験物に前記試験コイルを
対向させ、所定振幅の前記検出信号が得られるように該
検出信号を得るための測定条件を設定する校正手段を有
することを特徴とする渦流探傷検査装置。
【請求項２】前記校正手段が、所定振幅の前記検出信
号が得られるように前記校正用試験物と前記試験コイル
との相対的な位置関係を調整するものであり、該校正手
段による調整の後、前記試験コイルおよび前記被試験物
を相対移動させ、前記検出信号を得る動作を行うことを
特徴とする請求項１記載の渦流探傷検査装置。
【請求項３】前記校正手段が、所定振幅の前記検出信
号が得られるように、前記電流の変化から該検出信号を
得る際のゲインを調整することを特徴とする請求項１記
載の渦流探傷検査装置。
【請求項４】前記校正用試験物が大きさの異なった複
数の人工損傷を有しており、前記校正手段はこれらの各
損傷に対応した前記検出信号の振幅変化幅が所定範囲に
亙って分布するように前記測定条件の設定を行うことを
特徴とする請求項１記載の渦流探傷検査装置。