JPH1114600A - 渦流探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 励磁コイルへの通電系を複雑化させることな
く、複数の検出コイル間の探傷感度のバラツキを抑え
る。 【解決手段】 被探傷体に対向するコア体１の端面に、
積層された励磁コイル２と検出コイル３Ａ〜３Ｃの対を
複数配置するとともに、隣り合った励磁コイル２の極性
を交互に異ならせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は渦流探傷装置に関
し、特にマルチチャンネル型探傷装置において、探傷感
度のバラツキを防止するための装置改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】渦流探傷装置は励磁コイルにより被探傷
体たる鋼板等の表層に渦電流を生じさせ、鋼板表面の線
状傷等による渦電流の変化に応じて検出コイルに現れる
電圧変化より上記線状傷等の存在を検出するものであ
る。この種の渦流探傷装置のうち、搬送される鋼板等の
幅方向の探傷を効率良く行うために、検出コイルを鋼板
等の幅方向へ複数並べた、いわゆるマルチチャンネル型
探傷装置が知られている。その一例を図６に示し、矩形
ブロック状のフェライト製コア体１には外周に励磁コイ
ル４が巻回されるとともに、鋼板Ｐの表面に対向するコ
ア体１の下面には、複数（図では３つ）の検出コイル３
が一列に設けられている。各検出コイル３は公知のプリ
ント配線により絶縁フィルム基板（図示略）上に形成さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者の実
験によると、上記従来の渦流探傷装置では、鋼板Ｐに生
じる渦電流Ｅは、図６に示すように、コア体１下面の外
周部に対向する鋼板領域に強く流れ、コア体１下面の内
周部に対向する鋼板領域では殆ど流れない。したがっ
て、図６の場合、コア体１下面の左右両端に設けた検出
コイル３では十分な探傷感度が得られるが、中央に設け
た検出コイル３では探傷感度が十分でない。なお、この
ことは、図７に示すコア体１直下の磁束分布からも明ら
かであり、コア体１の下面内周部に対応する下方位置で
は磁束密度が小さくなっている。なお、図７の磁束密度
はその最大値を１．００とした相対値で示してある。

【０００４】そこで、例えば図８に示すように、鋼板の
幅方向へ複数のコア体１を設けて、各コア体１の下面に
それぞれ励磁コイル５および検出コイル６をプリント配
線により積層形成し、各励磁コイル５に順次通電を切り
換えて互いに他の干渉を避けることにより、各コア体１
の直下の鋼板に独立した渦電流を生じさせることが考え
られる。これによると、検出コイル６間の探傷感度のバ
ラツキはある程度抑えることができるが、切換回路を設
ける必要があるため通電系が複雑化するとともに、各コ
ア体１の設置位置が上下にずれると、やはり探傷感度に
大きなバラツキを生じるおそれがある。

【０００５】本発明はこのような課題を解決するもの
で、励磁コイルへの通電系を複雑化させることなく、複
数の検出コイル間の探傷感度のバラツキを効果的に抑え
ることができる渦流探傷装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１発明では、励磁コイル（２）により被探傷体
（Ｐ）の表層に渦電流を生じさせ、被探傷体（Ｐ）表面
の傷による渦電流（Ｅ）の変化に応じた検出コイル（３
Ａ〜３Ｃ）の電圧変化より傷の存在を検出する渦流探傷
装置において、被探傷体（Ｐ）に対向するコア体（１）
の端面に、励磁コイル（２）と検出コイル（３Ａ〜３
Ｃ）の対を複数配置するとともに、隣り合った励磁コイ
ル（２）の極性を交互に異ならせてある。なお、励磁コ
イルと検出コイルの対は、プリント配線等により積層形
成しても、あるいはコア体の端面に複数の突起部を形成
して両コイルのコイル線を重ね巻きしても良い。

【０００７】本第１発明においては、隣り合った励磁コ
イルの極性を交互に異ならせてあるから、これら励磁コ
イルによって被探傷体表面に生じる渦電流は、隣り合う
ものの電流渦方向が逆になる。この結果、隣り合う渦電
流はその境界域で互いに電流方向が一致するため、弱め
あうことなく各励磁コイル直下の被探傷体表面にそれぞ
れ十分な強さの独立した渦電流が生じる。これにより、
励磁コイルと対となった各検出コイルはほぼ同一かつ十
分な感度で傷を検出することができ、検出コイル間の探
傷感度のバラツキが解消される。本第１発明によれば、
励磁コイルの全てに同時に通電することができるから、
従来のように励磁コイルに順次切り換え通電する必要は
なく、通電系の回路構成が簡素化される。

【０００８】本第２発明では、各励磁コイル（２）のコ
イル線（２１）の密度をコイル外周部で密に、コイル内
周部で疎にする。本第２発明においては、各励磁コイル
内の広い範囲で磁束密度が一様になるから、励磁コイル
と対となった各検出コイル内で、傷の位置による探傷感
度のバラツキが解消される。

【０００９】本第３発明では、励磁コイル（２）のコイ
ル線（２１）をコイル外周部にのみ設ける。本第３発明
においては、磁束密度の一様性は本第２発明に対してや
や劣るが、励磁コイルのコイル線の形成がより容易とな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１に本発明の渦流探傷装置の斜視図
を示す。図において、矩形ブロック状のフェライト製コ
ア体１の、鋼板Ｐに対向する下面には、各３つの励磁コ
イル２が長手方向へ互いに位置をずらして三列設けられ
ている。図２は上記コア体１の下面を下方から見たもの
で、各励磁コイル２の直下（図面の手前側）にはそれぞ
れ一対のコイル部３１，３２よりなる検出コイル３Ａ〜
３Ｃが設けられている。これら励磁コイル２および検出
コイル３Ａ〜３Ｃは、公知の構造によって絶縁フィルム
基板（図示略）上にプリント配線により渦巻き状に成形
されて（図１、図２では同心状に描いてある）積層され
ている。そして、各励磁コイル２は、図２のＮ、Ｓで示
すように、隣り合うものの極性が交互に異ならせてあ
る。極性を異ならせるためには、励磁コイル２の渦巻き
方向を逆にするか、あるいは逆方向へ通電する。なお、
本実施形態では、あらゆる方向の傷の検出を可能にする
ために、第１列および第２列の検出コイル３Ａ，３Ｂの
コイル部３１，３２は９０°異なる方向へ斜めに形成し
てある。

【００１１】このように、隣り合う励磁コイル２の極性
を交互に異ならせたことにより、各励磁コイル２によっ
て鋼板Ｐ上に生じる渦電流Ｅは、図１に示すように、そ
れぞれの励磁コイル２の直下で互いに逆方向の渦を描く
（図は最も手前側の列の３つの励磁コイル２による渦電
流のみを示す）。これらの渦電流はその境界域で互いに
電流方向が一致するため互いに弱めあうことがなく、各
励磁コイル２直下の渦電流はいずれも独立にほぼ同様の
強さの渦を描く。したがって、いずれの検出コイル３Ａ
〜３Ｃにおいても探傷感度はほぼ等しくなり、複数の検
出コイル３Ａ〜３Ｃ間の探傷感度のバラツキが解消され
る。

【００１２】本実施形態では更に、図３（Ａ）に示すよ
うに、上記各励磁コイル２は、コイル線２１がコイル外
周部にのみ形成されている。このような励磁コイル２に
よる磁束密度を、励磁コイル２直下の、コイルを横断す
るＸ−Ｘ´線上で測定したものを図３（Ｂ）に示す。図
より明らかなようにコイル内周部の広い範囲で磁束密度
がほぼ同程度の十分大きな値となっている。この結果、
励磁コイル２のコイル内周部の広い範囲に対向する鋼板
Ｐ上で、密度が大きく均一な渦電流が生じるから、各検
出コイル３Ａ〜３Ｃ毎にその直下の鋼板Ｐ上のいずれの
位置に傷があっても十分な感度でこれを検出することが
できる。したがって、各検出コイル３Ａ〜３Ｃ内での、
傷の位置による探傷感度のバラツキも解消される。

【００１３】これに対して図５（Ａ）に示す従来の励磁
コイル２´のように、コイル線２１がコイル全域に形成
されているものでは、励磁コイル２´直下の、コイルを
横断するＺ−Ｚ´線上で測定された磁束密度は、図５
（Ｂ）に示すように、コイル中心部で最大値を示すとと
もに、これより外周部へ向かうにつれて急速に小さくな
る。したがって、励磁コイル２´のコイル内周部に対向
する鋼板Ｐ上に生じる渦電流の密度は均一とはならず、
傷が各検出コイル３Ａ〜３Ｃの中心部から外れると、十
分大きな検出感度は得られない。

【００１４】このように、本実施形態では、検出コイル
間の探傷感度のバラツキのみならず、各検出コイル内の
探傷感度のバラツキをも解消することができる。

【００１５】（第２実施形態）上記第１実施形態のよう
に励磁コイル２のコイル線２１をコイル外周部にのみ形
成するのに代えて、図４（Ａ）に示すように、コイル線
２１を内周部で疎に、外周部で密になるように形成すれ
ば、励磁コイル２直下の、コイルを横断するＹ−Ｙ´線
上で測定される磁束密度は、図４（Ｂ）に示すように、
励磁コイル２のコイル内周部の広い範囲に対向する鋼板
Ｐ上でさらに均一なものとなる。この結果、より均一な
渦電流を得ることができるから、各検出コイル３Ａ〜３
Ｃ内での、傷の位置による探傷感度のバラツキをさらに
小さくすることができる。

【００１６】第１実施形態では、励磁コイルと検出コイ
ルの対を幅方向へ位置をずらして三列設けたものについ
て説明したが、対の数が複数であれば、その配置は特に
限定されない。

【００１７】上記各実施形態における、励磁コイルのコ
イル線をコイル外周部にのみ形成する構成、あるいはコ
イル線を内周部で疎に、外周部で密になるように形成す
る構成は、これらを単独で採用しても特有の効果を奏す
るものである。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明の渦流探傷装置に
よれば、励磁コイルへの通電切り換えを要することな
く、複数の検出コイル間の探傷感度のバラツキを効果的
に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における、渦流探傷装置
のコア体の斜視図である。

【図２】コア体の下面の平面図である。

【図３】励磁コイルの平面図とその磁束密度分布のグラ
フである。

【図４】本発明の第２実施形態における、励磁コイルの
平面図とその磁束密度分布のグラフである。

【図５】従来の励磁コイルの平面図とその磁束密度分布
のグラフである。

【図６】従来の渦流探傷装置のコア体の斜視図である。

【図７】従来の渦流探傷装置のコア体直下の磁束密度分
布を示す立体グラフである。

【図８】従来の渦流探傷装置のコア体の分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…コア体、２…励磁コイル、２１…コイル線、３Ａ，
３Ｂ，３Ｃ…検出コイル、Ｅ…渦電流、Ｐ…鋼板（被探
傷体）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルにより被探傷体の表層に渦電
   流を生じさせ、被探傷体表面の傷による渦電流の変化に
   応じた検出コイルの電圧変化より傷の存在を検出する渦
   流探傷装置において、被探傷体に対向するコア体の端面
   に、励磁コイルと検出コイルの対を複数配置するととも
   に、隣り合った励磁コイルの極性を交互に異ならせたこ
   とを特徴とする渦流探傷装置。
2. 【請求項２】 各励磁コイルのコイル線の密度をコイル
   外周部で密に、コイル内周部で疎にしたことを特徴とす
   る請求項１に記載の渦流探傷装置。
3. 【請求項３】 励磁コイルのコイル線をコイル外周部に
   のみ設けたことを特徴とする請求項１に記載の渦流探傷
   装置。