JPH10197492A - 電磁誘導薄膜プローブ - Google Patents

電磁誘導薄膜プローブ

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JPH10197492A
JPH10197492A JP9001284A JP128497A JPH10197492A JP H10197492 A JPH10197492 A JP H10197492A JP 9001284 A JP9001284 A JP 9001284A JP 128497 A JP128497 A JP 128497A JP H10197492 A JPH10197492 A JP H10197492A
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JP
Japan
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thin film
coil
electromagnetic induction
probe
signal
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Withdrawn
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JP9001284A
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English (en)
Inventor
Osamu Iwai
修 岩井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭い隙間でも適用可能で、欠陥識別度の高い
電磁誘導薄膜プロ−ブを提供することを課題とする。 【解決手段】 電磁誘導を利用して金属試験体の表面に
存在する傷を検出する電磁誘導薄膜プロ−ブにおいて、
薄膜フィルム上に同心環状のコイルを形成すると共に、
このコイルの一面側に電磁遮蔽層または磁石を配置した
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は主に金属表面に存在
する割れ等の傷を、非破壊的に検査する際に使用する電
磁誘導薄膜プロ−ブに関する。
【0002】
【従来の技術】金属の表面に存在する割れ等の傷を非破
壊的に検査する場合には、磁粉探傷法や浸透探傷法と呼
ばれる表面非破壊検査技術が一般的に使用されている。
また、最近では、渦流探傷法による表面傷の探傷技術と
して、表面探傷用のプロ−ブ(サ−フェイスプロ−ブ)
による検査手法が用いられているようになって来てい
る。
【0003】このサ−フェイスプロ−ブを用いた検査手
法は、図10に示すように、プラスチック等からなる基
板1の片面にコイル2を貼り付けたプローブ3を使用
し、これを試験体4,5の隙間Wなどに挿入して、コイ
ル2に高周波電流を流し、その電磁誘導によるインピー
ダンスの変化を捕らえて探傷を行うものである。
【0004】しかしながら、図11に示すように、試験
体4,5の隙間Wが数ミリメ−トル程度しかない場合
に、不連続部6,7が互いに向き合った試験体4,5の
表面に存在するような場合には、不連続部6と不連続部
7の影響が重なり合ったインピーダンス変化による信号
8が測定されるため、不連続部6、7がいずれの面に存
在するのかを識別することができず、また不連続部6と
不連続部7が共に存在する場合も、それを識別すること
ができない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
サ−フェイスプロ−ブによる検査技術は、試験体の隙間
Wがある程度大きい箇所への適用に限られ、隙間Wが数
ミリメ−トル程度の狭い箇所への適用は実際困難であっ
た。
【0006】本発明は、狭い隙間での適用を可能にする
とともに、試験体に存在している不連続部の形状の特
定、不連続部の存在位置の特定および試験体表面の一方
が複雑形状である場合の不連続部の測定を可能とし、し
かも不連続部等の検出感度を高めた電磁誘導薄膜プロ−
ブを提供することを課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
電磁誘導を利用して金属試験体の表面に存在する傷を検
出する電磁誘導薄膜プロ−ブにおいて、プラスチック等
の薄膜フィルム上に同心環状のコイルを形成すると共
に、このコイルの一面側に電磁遮蔽層を配置したことを
特徴とするものである。また、本発明の第2の発明は、
電磁誘導を利用して金属試験体の表面に存在する傷を検
出する電磁誘導薄膜プロ−ブにおいて、プラスチック等
の薄膜フィルム上にコイルを形成すると共に、このコイ
ルの一面側に磁石(永久磁石)を配置したことを特徴と
するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において、薄膜フィルムと
しては数マイクロメートル程度のプラスチック等の薄膜
を用いることができる。電磁遮蔽層としてはアモルファ
ス金属の薄膜を用いることができる。電磁遮蔽層は、薄
膜フィルム上のコイルと反対側の面に形成してもよく、
あるいは同じ側の面に形成してもよい。
【0009】本発明においては、プラスチック等の薄膜
フィルム上に同心環状のコイルを形成すると共に、その
反対側の面に形成した電磁遮蔽層の上にもう1個のコイ
ルを形成してもよい。また、プラスチック等の薄膜上に
2個のコイルを近接して配置し、これらのコイルから差
動成分を取り出すようにしてもよい。
【0010】
【実施例】次に、本発明の好ましい実施例を、図面を参
照しながら説明する。
【0011】図1は本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブの実
施例を示すもので、プロ−ブ10は同心環状のコイル1
1を、プラスチックその他の合成樹脂性の薄膜フィルム
12の一面に貼り付け、コイル11の反対側の面にアモ
ルファス金属13を貼り付けて構成されている。この場
合、プロ−ブの厚さtは数mm以下であることが好まし
い。同心環状のコイル11の形状は、薄膜フィルム12
への貼り付け面を上部から見た場合、円形、楕円形、ま
たは矩形のいずれでもかまわない。
【0012】この電磁誘導薄膜プロ−ブを用いて試験体
5における不連続部等の検査を行う場合には、図2に示
すように、渦流探傷器20からコイル11に高周波電圧
を与え、試験体5に対してコイル11を接触または少し
離した状態に保ちながら、矢印Sで示すように、プロ−
ブの長手方向と垂直な方向に走査し、その間のコイル1
1のインピ−ダンスの変化を信号として渦流探傷器20
に送り、この信号を解析して探傷する。なお、プロ−ブ
の走査方向は、試験体表面とほぼ平行な方向であれば、
任意の方向を選択することができる。
【0013】図3は、試験体5における不連続部30の
形状に応じた検出信号の差異により、その識別を行う例
を示している。すなわち図3(a)に示すように、不連
続部30の形状が試験体表面側から見てほぼ線状の場合
に、プロ−ブを矢印Sの方向に走査した場合には、不連
続部30によるコイル11のインピ−ダンスの変化によ
る信号が、同図の30aのように検出される。この場
合、コイル11の円形に巻かれている導線の巻数を適正
な条件にすることによって、形状等の雑音の影響や、プ
ロ−ブが試験体表面に対して垂直に上下することにより
生じる雑音(リフトオフ)の影響による信号30bと不
連続部30による信号30aとを明確に識別することが
できる。
【0014】また図3(b)に示すように、試験体表面
からみた場合の不連続部31の形状がほぼ円形に近い場
合、信号31aがコイル11のインピ−ダンスの変化と
して検出される。このとき、円形状の不連続部31によ
って生じた信号31aと、線状の不連続部30によって
生じた信号30aとの間には位相差θがあるため、両者
を識別することができる。この場合、不連続部30,3
1からの信号30a、31aと雑音による信号30bを
それぞれ識別可能であることから、不連続部の形状を識
別することができる。
【0015】図4は本発明のプロ−ブにより、図11と
同じ試験体4,5における不連続部6,7を測定した場
合の例を示している。図4(a)はアモルファス金属1
3面を不連続部6側に向けてプロ−ブを走査し、測定し
た場合を示し、図4(b)はアモルファス金属13面を
不連続部7側に向けてプロ−ブを走査し、測定した場合
を示す。図4(c)は図4(a)の場合の不連続部の検
出例を示し、図4(d)は図4(b)の場合の不連続検
出例を示している。アモルファス金属13による電磁遮
蔽効果により、図4(c)では、不連続部6による影響
を受けないため、不連続部7による信号7aのみが検出
され、また図4(d)では、不連続部7による影響を受
けないため、不連続部6による信号6aのみが検出され
ている。したがって例えば不連続部7が存在しない場
合、図(c)に示す信号7aは検出されないため、図4
(a)に示す測定と、図4(b)に示す測定をそれぞれ
実施すれば、不連続部がいずれの試験体4,5に存在し
ているかを知ることができる。また、本例のように不連
続部が試験片4,5の双方に向かい合って存在している
場合でも、それを確実に知ることができる。
【0016】図5は、薄膜フィルム12の一面にアモル
ファス金属13を介してコイル14を貼り付け、薄膜フ
ィルム12の他面にはコイル15を直接貼り付けた構造
の電磁誘導薄膜プロ−ブを用い、試験体4,5の表面間
の隙間の探傷を行った場合を示している。前述のよう
に、不連続部6,7が異なる試験体表面に存在している
場合、従来のセンサによる測定では、それらが存在して
いる試験体表面を特定することは不可能であったが、本
発明の電磁誘導薄膜プロ−ブを用いることにより、これ
が可能となる。すなわち、図5(b)に示すように、コ
イル14は不連続部6による信号6aのみを検出し、コ
イル15は同図(c)に示すように、不連続部7による
信号7aのみを検出することから、それぞれのコイルに
よるインピ−ダンスの変化を測定すれば、不連続部が存
在する試験体4,5を特定することが可能である。
【0017】図6は、試験体表面の一方が非常に複雑な
形状をしている場合の測定例を示している。従来のプロ
−ブによる測定では、表面の形状の影響による信号が検
出されてしまうため、不連続部による信号との識別が困
難または不可能であったが、本発明の電磁誘導薄膜プロ
−ブによれば、アモルファス金属の遮蔽効果により複雑
形状による影響をなくすことが可能となり、不連続部の
みによる信号を測定することができる。
【0018】図7は薄膜フィルム12の上にコイル11
を2個並べ、これらのコイルのリード線を差動接続し
て、両者の差動成分を検出できるような構造にしたもの
である。
【0019】図8はコイル11がある表面と反対側の薄
膜フィルム12の表面に磁石16を貼り付けることによ
り、磁束Fを発生させ、これを試験体に貫通させること
により、試験体が鉄等の磁性体の場合の雑音低減を計っ
たものである。試験体が磁性体の場合、透磁率のばらつ
きによる磁気ノイズが生じるため、不連続部等による信
号と磁気ノイズによる雑音信号との合成信号が検出され
るが、図8に示すように磁石16によって磁束を試験体
5に通すことにより、透磁率のばらつきが低減し、磁気
ノイズを低減できることから、結果的に雑音を低減する
ことが可能となる。なお、貼り付け磁石としては図9に
示すように、鞍型磁石17等の使用も可能である。
【0020】上述のように、本発明の電磁誘導薄膜プロ
−ブにおいては、薄膜フィルム上に同心環状に巻かれた
コイルは、金属表面を走査することにより、その表面形
状の変化によって生ずるコイルのインピーダンス変化か
ら欠陥を識別することができる。コイルの一面にアモル
ファス金属層を形成することにより、リフトオフによっ
て生じる雑音部分と欠陥信号の差を大きくし、検出感度
が向上する。また、アモルファス金属層を形成した面側
の試験体の形状変化などの雑音による影響を低減させる
ことができる。本発明において、薄膜フィルムの両面に
それぞれコイルを配置し、それらの間にアモルファス金
属層を介在させた場合には、近接した試験体の一方の面
にのみ不連続部が存在する場合と、双方の面に不連続部
が存在する場合との識別が可能となり、しかも不連続部
がどちらの面に存在しているかも識別することができ
る。本発明において、コイルの一面に磁石を配置した場
合には、試験体が磁性体の場合の雑音低減を計ることが
できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば試験体表面の間の隙間が
狭い場合でも探傷が可能となり、また試験体に存在して
いる不連続部の形状の特定、不連続部の存在位置の特定
および試験体表面の一方が複雑形状である場合の不連続
部の測定が可能となり、しかも感度を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブの実施例を示す
説明図。
【図2】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブによる探傷方法
を示す説明図。
【図3】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブにより、不連続
部の形状の識別を行う例を示す説明図。
【図4】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブにより、不連続
部が両側に近接して存在する場合でも検出できることを
示す説明図。
【図5】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブの他の実施例の
構成と使用方法を示す説明図。
【図6】試験体表面の一方が非常に複雑な形状をしてい
る場合の測定例を示す説明図。
【図7】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブの他の実施例を
示す平面図と側面図。
【図8】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブの他の実施例を
示す平面図と側面図。
【図9】本発明の電磁誘導薄膜プロ−ブの他の実施例を
示す平面図と側面図。
【図10】従来の電磁誘導薄膜プロ−ブの構成と使用方
法を示す説明図。
【図11】従来の電磁誘導薄膜プロ−ブにより、不連続
部が両側に近接して存在する場合の検出例を示す説明
図。
【符号の説明】
1……基板 2,11,14,15……コイル 10……電磁誘導薄膜プロ−ブ 12……薄膜フィルム 13……アモルファス金属 16……磁石

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁誘導を利用して金属試験体の表面に
    存在する傷を検出する電磁誘導薄膜プロ−ブにおいて、
    薄膜フィルム上に同心環状のコイルを形成すると共に、
    このコイルの一面側に電磁遮蔽層を配置したことを特徴
    とする電磁誘導薄膜プロ−ブ。
  2. 【請求項2】 電磁遮蔽層がアモルファス金属からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導薄膜プロ−
    ブ。
  3. 【請求項3】 薄膜フィルムの一面にコイルを形成し、
    この薄膜フィルムの反対側の面に電磁遮蔽層を形成した
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の電磁誘導薄
    膜プロ−ブ。
  4. 【請求項4】 電磁遮蔽層の上にもう1個のコイルを形
    成したことを特徴とする請求項3に記載の電磁誘導薄膜
    プロ−ブ。
  5. 【請求項5】 プラスチック等の薄膜上に2個のコイル
    を近接して配置し、これらのコイルから差動成分を取り
    出せるようにしたことを特徴とする請求項1ないし3の
    いずれか一項に記載の電磁誘導薄膜プロ−ブ。
  6. 【請求項6】 電磁誘導を利用して金属試験体の表面に
    存在する傷を検出する電磁誘導薄膜プロ−ブにおいて、
    薄膜フィルム上にコイルを形成すると共に、このコイル
    の一面側に磁石を配置したことを特徴とする電磁誘導薄
    膜プロ−ブ。
JP9001284A 1997-01-08 1997-01-08 電磁誘導薄膜プローブ Withdrawn JPH10197492A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002063572A3 (de) * 2001-02-05 2003-03-20 Wincor Nixdorf Int Gmbh Vorrichtung zur entgegennahme von banknoten
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