JPS60125560A - 金属面の検査方法 - Google Patents

金属面の検査方法

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JPS60125560A
JPS60125560A JP58235881A JP23588183A JPS60125560A JP S60125560 A JPS60125560 A JP S60125560A JP 58235881 A JP58235881 A JP 58235881A JP 23588183 A JP23588183 A JP 23588183A JP S60125560 A JPS60125560 A JP S60125560A
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Masaharu Yokoyama
横山 正晴
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    • 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
    • G01N27/9046Investigating 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 by analysing electrical signals
    • G01N27/9053Compensating for probe to workpiece spacing

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオイルタンカーに設備されている貨油管、都市
の上下水道管の如(大口径管及び長尺金属板に対し、そ
の表面或は表面近傍のクラック、腐蝕等の欠陥を検出す
る検査方法に関するものである。
従来金属面の欠陥を渦流探傷法によって検査することが
行なわれている。その方法はコイルを具えた検出器を金
属面に接近させ、コイルの高周波変動磁界を金属面に加
えるものである。金属面に発生する渦電流が自己誘導或
は相互誘導によってコイルに影響して誘導起電力を生じ
させるから、これを検出することによって金属面の異常
を知ることが出来るのである。
第3図は検出器を金属面に接近して移動させたとき、コ
イルに生じる誘導起電力による検出信号Aとその位相を
示している。検出信号Aは検出器と金属面のインピーダ
ンスによって、コイルに入力された基準電圧に対し位相
が角度θだけ移相してX軸の方向に出力される。
検出器或は金属面の移動、周囲の環境から受ける振動、
金属面の材質不均一等によって検出信号Aのベクトル値
は変動するが、これ等の原因によっては出力信号の位相
θ(標準位相とする)は変は金属面に生起している渦電
流が乱れて検出信号Aのベクトル方向が影響され、検出
信号Aの位相が微小角Δθ偏った方向にパルス状の波形
を出方する。Δθは微小量であるがら、通常は信号Aを
以て管の検査信号としている。従って、第7図の如く検
出器と金属面との相対移動中に何等がの原因によって、
欠陥表示の波形Pと同じ形状の波形Qが検査信号Aに生
じたとき、それは金属面の欠陥によるものか、或は外界
の影響によるものか区別がつき難い問題があった。
又、検査は検出器と金属面との間の距14m (!jソ
フトフ)を一定に保って、両者を相対移動すべきである
が、金属面のうねり、移動装置の不完全によってリフト
オフが検査中に変動することが多い。
検出器が金属面に近付いてリフトオフが小さくなると、
金属面の欠陥による出力信号が実際より大きく出力され
、逆に検出器が金属面より離れてリフトオフが大きくな
ると、欠陥検出信号が実際の欠陥に対するものより小さ
く出力され、検査データに基づいた金属面の評価を下す
際に判断を誤らせる虞れがある。
本発明は検出信号Aから、金属面の欠陥以外の外的要因
から生じる波形Qを除去し、金属面の欠陥による信号x
Oのみを出力する検査方法を明らかにすることを目的と
する。
更に本発明は検出器のりフトオフが検査中に変動しても
、検査信号を補正してリフトオフによる影響を無くして
同一条件の検査信号を出力する検査方法を明らかにする
ことを目的とする。
本発明は検出器の検査信号Aをバイパスフィルターを通
して傷信号xOを出力すると共に、検査信号Aの中、傷
信号XOの位相に対し90’移相した方向の検査信号成
分yoを出力し、90’移相方向の該成分Yoと前記傷
信号Xoとを論理積して金属面の欠陥による傷信号X1
を検出することを特徴とする。
本発明は又、検査信号Aをローパスフィルターを通して
、検査信号A中の低周波数のリフトオフ信号Bを出力し
、検査信号Aの中、上述の90’移相方向の成分Yoと
リフトオフ信号Bとを論理積してリフトオフ補正信号C
を出方し、前記金属面欠陥による傷信号x1をリフトオ
フ補正信号Cによって補正し、リフトオフ変動の影響が
修正された金属面欠陥による傷信号Xを出方することを
特徴とするものである。
検査信号Aには金属面の欠陥による波形Pの外に、外的
要因による波形。が混入している。しかし2つの信号X
oとYOを論理積することによって、検査信号A中のパ
ルス状波形が金属面の欠陥によるものであれば、Xoと
Yoの信号中の波形Pが揃って、金属面欠陥による傷信
号X1を出ヵする。又、検査信号A中のパルス状波形が
外的要因によるものであれば、信号xOにはパルス状波
形Qが存在しても、信号YOにはそれに相当する波形が
存在せず、従って2つの信号xOとyoを論理積すると
、出力を生じず外的要因によるパルスは除去されて、金
属面の欠陥による傷信号xlのみが出力出来るのである
又、検査信号Aをローパスフィルターによってt波する
ことによって、金属表面欠陥及び外的要因による周期の
短かいパルス状波形P、Qは除去され、リフトオフ変動
による長周期の波形Bのみが出力される。
上記リフトオフ信号Bは検査中の各瞬間のリフトオフを
略忠実に表現しているから、yo倍信号論理積であるリ
フトオフ補正信号Cとリフトオフの増減に対し反比例す
る適当な補正係数aを乗じてE=aGを形成して、金属
面欠陥による傷信号X1に対し補正回路によって信号処
理を行ない、Xi −aC或はX 1 / a Cの如
く、リフトオフ補正信号Cの大なるとき即ち検出器が金
属面に接近して感度の上っているときは、傷信号x1の
値を下げ、又リフトオフ信号Bが小なるとき即ち検出器
が金属面から離れて感度の下っているときは、傷信号X
1の値を上げる修正を行ない、リフトオフ変動による影
響を修正して可及的に同一リフトオフ条件に近づけた傷
信号Xを出力出来るのである。
第1図は本発明の方法を実施して、管の金属表面を検査
する状況を示している。これはキャタピラ、エンドレス
ベルト、車輪等の走行M 411(11を具えた台車(
2)の前部に検出アーム(3)の上端を揺動可能に軸受
し、検出アーム(3)の下端に検出器(4)を具え、検
出7−ム(3)(7)回転軸(5)ニ揺!ItlI機−
ts(6)ヲ連繋して、台車(2)を毎分4mの低速で
管中を走行させつつ、検出アーム(3)を走行方向とは
直交して管周方向へ毎分250〜400回の速度で往復
揺動させ、管壁を検出器(4)の移行範囲で検査するも
のである。尚、本発明の検査対象は管壁に限られず、移
動する金属板に対し検出アームを往復揺動させることに
よって、金属板にも実施出来る。
検出器(4)は高周波の交番磁界を発生する大径の励磁
用コイル(7)と、該コイル(7)の中央へ同軸に配置
され、鉄心(8)を何する小径の検出用コイル(9)に
よって構成され、夫々ホルダー(io)中に固定されて
いる。検出器(4)は金属面の腐蝕による凹凸を考慮し
てリフトオフは5〜101111に設定されており、励
磁用コイル(7)がそのコイル直径内の金属面に高周波
交番磁界を加えて渦電流を発生させる。検出器(4)と
金属面のリフトオフを一定に保って相対移動させるとき
、金属面に欠陥がなく渦電流が均一分布しておれば検出
用コイル(9)の出力は一定である。しかし金属面に欠
陥(11)が生じていると、この部分では渦電流に乱れ
を起し、検出用コイル(9)の出力には位相及び出力値
に変動を生じる。
第6図は検査信号Aを発生させる構成の一例を示してい
る。発振器112)によって約5 Q KH2の高周波
電圧を発生させ、これを増幅して励磁用コイル(7)に
印加している。励磁用コイル(7)と同軸上に配置され
た小径の検出用コイル(9)には、金属面の渦電流から
の相互誘導によって誘動起電力が生じるから、これを増
幅して検査信号Aを得ることが出来る。
尚、本発明の実施に際しては、励磁用コイル(7)を省
略して、検出用コイ゛ル(9)自体に高周波電流を加え
て励磁し、自己誘導によって該コイル自体に生じる誘導
起電力をブリッジ回路を用いて検出し、それを増幅する
ことによっても検査信号Aを得ることが出来る。
検査信号Aに対しては、移相器(13)からの基準信号
DXの位相を正常金属面に対する検査信号の標準位相(
リフトオフ電圧位相)角θに設定して、’7’ −) 
(141によって論理積し、バイパスフィルター(18
を通すことによって、検査信号Aの中、標準位相角θの
方向の成分XOを出力することが出来る。
又、移相器(131からの基準信号Dxの位相を移相回
路+lBによって90°移相して他の基準信号Dyを作
り、これをゲー) +1?)によって論理積し、バイパ
スフィルター(181を通すことによって、検査信号A
の中、標準位相θの方向に対し90°移相方向の成分Y
Oを出力することが出来る。
xO倍信号は金属面の欠陥による/N6 tレス状の波
形Pと外的要因による波形Qが混合しているから、第4
図に示す第1実施例の装置に於てはこれをゲ−) (1
91を加え標準位相θに対し90°移相方向の信号YO
と論理積することによって、外的要因による波形Qを消
去した傷信号X1を出力出来るのである。
更に第5図に示す第2実施例の検査装置の如(、検査信
号Aをローパスフィルター(割を通してリフトオフ信号
Bを形成し、これをゲートC1)に加えてYo傷信号論
理積し、リフトオフ補正信号Cを作って、前記傷信号x
1と一緒に補正回路(22)にて信号処理することによ
って、傷信号Xlはリフトオフ変動の影響が修正されて
、欠陥の実際の大きさに近い傷信号Xを出力することが
出来る。
傷信号Xは外的要因による誤信号及びリフトオフ変動の
影響が除去されて、実際の欠陥の深さ及び長さに略近い
状況を表示しているから、データに基づいて金属面を評
価するに際して、傷信号Xの値は十分に信頼出来、判断
の正確性を向上出来る利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施状況を示す説明図、第2図は検査
器の拡大断面図、第3図は検査信号の位相解析図、第4
図は検査装置の第1実施例のブロック図、第5図は検査
装置の第2実施例のブロック図、第6図は検査器の信号
処理を示すブロック図、第7図は信号処理の各工程に於
ける波形図である。 A・・・検査信号 B・・・リフトオフ信号C・・・リ
フトオフ補正信号 DX、Dy・・・基準信号P・・・
欠陥波形 Q・・・誤波形 XO・・・検査信号A中の、標準位相方向に沿う成分即
ち傷信号 YO・・・検査信号A中の、標準位相方向に対し90゜
移相した方向の成分 xl・・金属面欠陥による傷信号 X・・・リフトオフの影響を修正した傷信号(4)・・
・検出器 (7)・・・励磁用コイル(9)・・・検出
用コイル (13)・・・移相器(15) (181・
・・バイパスフィルター(20)・・・ローパスフィル
ター (22)・・補正回路 出願人 久保田鉄工株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 高周波変動磁界を金属面に加え、コイルに生起する
    誘導起電力による検査信号Aをバイパスフィルターを通
    して傷信号XOを出力すると共に、検査信号Aの中、傷
    信号xOの位相に対し90°移相した方向の成分YOを
    検出し、90°移相方向の該成分YOと前記傷信号XO
    とを論理積して、金属面の欠陥による傷信号x1を検出
    することを特徴とする金属面の検査方法。 ■ コイルは管中を走行する自走車上に配備され、自走
    車の走行方向に移行すると同時に走行方向に対し直交す
    る方向に往復揺動されて管の金属面を検査する特許請求
    の範囲第1項の検査方法。 ■ 高周波変動磁界を金属面に加え、コイルに生起する
    誘導起電力による検査信号Aをバイパスフィルターを通
    して傷信号XOを出力すると共に、検査信号Aの中、傷
    信号XOの位相に対し90°移相した方向の成分yoを
    検出し、9o0移相方向の該成分YOと前記傷信号Xo
    とを論理積して、金属面の欠陥による傷信号X1を出力
    し、同時に前記検査信号Aはローパスフィルターを通し
    てリフトオフ信号Bを出力し、前記9′0°移相方向成
    分YOとリフトオフ信号Bとを論理積してリフトオフ補
    正信号Cを出力し、前記金属面欠陥による傷信号X1を
    リフトオフ補正信号Cによって修正し、リフトオフ信号
    の影響が消去された金属面欠陥による傷信号Xを出力す
    ることを特徴とする金属面検査方法。 ■ コイルは管中を走行する自走車上に配備され、自走
    車の走行方向に移行すると同時に、走行方向に対し直交
    する方向に往復揺動されて管の金属面を検査する特許請
    求の範囲第1項の検査方法。 ■ 金属面欠陥による傷信号X1は、 X=X1 −aC 但し Cはリフトオフ補正信号 aは補正係数(定数) の条件式によって補正され、リフトオフ変動の影響が修
    正された金属面欠陥による傷信号Xを出力する特許請求
    の範囲第3項の検査方法。
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JP2021165668A (ja) * 2020-04-07 2021-10-14 電子磁気工業株式会社 渦電流探傷検査方法及び渦電流探傷検査装置

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