JPS607227B2 - 電磁気的非破壊探傷方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属材料の傷を電磁気現象を応用して非破壊
的に検出する非破壊探傷装置に関するものである。

一般に金属材料に発生する傷を、電磁気現象を応用して
探傷する方法としては、電流を被検査材である金属材料
中に流し傷の存在によって生じる電流の乱れを検出コイ
ルのインピーダンスの変化として検出する渦流深傷法、
または被検査材である金属材料（ただし、磁性体に限ら
れる）に磁界を印加し傷の存在によって生じる傷部分か
らの磁束のろうえし、を検出する磁気的深傷法、とくに
自動的に深傷する方法として感磁性素子により傷部分か
らのろうえし、磁束を直接電気信号に変換する方法等が
あり、それぞれ被検査材の形状や製造工程等に相応して
応用され広く利用されているところである。

しかるに最近の傷検出能力ならびに探傷能率（速度）の
向上に対する要望は各種金属材料において品質ならびに
信頼性向上のため全数精密検査の立場から益々高度なも
のへと移行しつつあり、一方、これに呼応して湯検出能
力の向上に対しては検出端の小形化や、深傷信号処理回
路の高速化や安定化の努力がそれぞれ目的に応じて個別
に成されている。

しかしながら検出端の小形化と探傷能率とは通常相反す
る条件となり、これを解決するには検出端の被検査材へ
のより正確でかつ高速の追随走査または深傷信号処理回
路のより高速化によって対処されなければならない。

この発明は以上にかんがみ成されたもので、基Ｚ本原理
は渦流深傷法と磁気的探傷法とを兼ね備えるとともに、
傷検出能力と探傷能率との向上を同時に解決するまった
く新しい電磁気的探傷方法およびその装置を提供しよう
とするものである。

すなわち、高周波電流を通じた検出コイルの近傍におい
て、そのコイルの作る磁界の筆滋位線上の１点または多
点に磁芯を配備するとともに前記磁芯を検出コイルの等
磁位線上において検出コイルに対して運動させておき、
それぞれの磁芯の直下における被検査材中に生じる渦電
流の状態および被検査材の傷部からの磁束のろうえし、
状態をそれぞれの磁芯によって検出コイルのインピーダ
ンスの変化として効率的に変換させるとともに、この検
出コイルのインピーダンス変化を検知することにより深
傷を行なわせることを基本とするものである。つぎに、
この発明の深傷方法およびその装置を図面に示される実
施例によって説明する。

第１図はこの発明の要部である検出コイルにおいて、円
形状検出コイルの平面図、第２図は同じく側面図を示す
。

第１図および第２図において１は円形状検出コイル、２
，，２２〜２８は検出コイルーの内壁の近傍において、
検出コイルーの中心と同じ円Ｃ上に配置された複数個の
円柱状磁芯３は被検査材である金属体をそれぞれ示す。
検出コイル１は保持部５を介して固定部４に保持されて
いる。磁芯２，，２２ 〜２８ は検出コイル１の中心
と同心円上の円軌道Ｃ上を中心線１，１′のまわりに回
転運動させておく。ただし回転機構は第２図には図示し
ていない。このような状態において検出コイル１に高周
波電流を流すとき、検出コイル１の作る磁界によって、
前記磁芯２，，２２ ，２８ は磁化され滋芯２，，２
２ 〜２８ 内の磁束密度は、その透磁率に相応して増
加するとともに、被検査材３の表面においてそれぞれの
磁芯の直下の部分だけ局部的に磁束密度が高くなる。

被検査材３の表面におけるそれぞれの磁芯直下の部分の
磁束の方向は、前述の通り磁芯２，，２２〜２８が検出
コイル１の中心に配置されていないので、被検査材３の
表面に垂直な成分と水平な成分とを合わせ有している。

これらの磁束の中、垂直成分の磁束は被検査材３の磁芯
２の直下の部分に局部的な渦電流を誘起させる。一方水
平成分の磁束は被検査材３の表面または表面下に存在す
るキズによってろうえい磁束を生じる結果となる。しか
るに磁芯２は円形状検出コイル１の中心と同０円上の円
軌道Ｃ上を回転しているのであるから、その直下にキズ
が到来すると、前記渦電流の乱れによる検出コイルのイ
ンピーダンスの変化ならびにのろうえし、磁束との鎖交
による検出コイルのインピーダンスの変化を誘発し、こ
のインピーダンスの変化を検知するようにすればキズの
検出ができるのである。

以上の現象において磁芯２は、円軌道Ｃ上すなわち円形
状検出コイル１の等磁位線上を回転走査しているから「
円運動中どの点でキズが到来しても検出コイル１におよ
ぼす電磁気的影響は同一であり、すなわち同一感度で深
傷動作が行なわれるのである。

磁芯２，，２２ 〜２８ のすべてについて上記同様の
動作をすることは云うまでもなく、複数個の滋芯により
深傷能率が著しく向上する。０ 以上の説明のように、
この発明は等磁位線上を運動する磁芯を有する検出コイ
ルを被検査材に近接させるだけで、その磁芯の検出コイ
ルに対する運動範囲を探傷範囲とする深傷方法を提供す
るとともにこの検出コイルと被検査材とを相対的に走タ
査深傷することにより、被検査材を高能率で広範囲に探
傷可能な探傷方法を提供するものである。

上記前者の実際深傷例としては、ボールジョイントの頭
部やボルトの頭部をそれらを回転走査させることなく、
かつ１ケ当り１秒以下の高能率の０深傷を可能にするし
、また後者の実際探傷例としては平面を有する金属体の
深傷、たとえば厚板やビレットの表面または板バネの探
優にとくに有効である。またこの発明の実施例では製作
容易にしてかつ実用的な円形状コイルの内部に同○円状
に磁芯を回転させる例を挙げたが、たとえば長方形のコ
イルの長軸にそって磁芯を振動させる方法も考えられ、
その他探傷の目的に応じて適当に設計が成されるべきで
ある。

さらにこの発明の別の実施例として、検出コイル近傍に
複数個の磁芯を配置する場合、その先端形状を多種類の
検出すべき欠陥に相応して複数種類で構成し、多種類の
欠陥信号を一度に能率よく検出する方法を提供するもの
である。この発明は以上のように検出コイルの近傍の等
磁位線上に磁芯を配備し、かつその等磁位線上において
検出コイルに対して運動させるようにしたので、この検
出コイルを被検査材に近接させるだけで、その磁芯の運
動範囲を深傷範囲とする深傷方法を確立した。

ところで、この発明が提供する探傷方法を実施する深傷
装置は、第３図に示されるとおりである。

すなわち６は円形状検出コイル１を彼深傷材３の深傷面
に対応させて設置する検出コイル保持台でｏーラなどを
介して被探傷材３上に載直されている。ローラを介設す
るのは台全体を被検査材３に対して相対的に移動させる
ことを可能にするためである。８はこの保持台６上に設
けられた支持枠で、モータ７をその出力軸７′を検出コ
ィルーの中心に合致させて支持している。

９はモータ７の出力軸７′に固定された磁芯保持枠で外
周端部に全磁芯２，，２２〜２８を保持している。

したがってモー夕７の回転により各磁芯２，，２２〜２
８は検出コイル１の同心円上の円軌道上を運動（円運動
）することになる。すなわち滋芯が検出コイルに対して
回転しながらかっこの両者と被検査材との相対的な移動
によって広範囲の深傷が行ない得るのである。検出コイ
ルを円形状とすることによりモータ等の回転駆動機構を
各磁芯（磁芯は１個のみでもよい）を回転させることが
でき簡略な構成によって探傷装置を実現できる。この発
明が提供する探傷方法およびその装置の特徴は以上のと
おりであるが、上記ならびに図示例に限定されるもので
はない。まず被検査材についてであるが、被検査材の形
状や大きさに左右されることが少なく、部品の深傷から
素材の探傷までその応用範囲は広く、個々の探傷目的に
応じてコイルの形状、磁芯の形状および磁芯の運動速度
や範囲等を適当に設計することができる。さらに磁芯を
等速円運動のような等速運動をさせると、被検査材を走
査深傷するときの走査速度に関係なく、欠陥信号の周波
数解析が容易になり有利であろう。以上詳述したように
、この発明は検出コイルの近傍に、特別な条件の下に磁
芯を配備し、かつ運動させるようにしたので前記のよう
に渦流探傷と磁気的探傷の２つの深傷原理を具備すると
ともに１つの検出コイルだけで従釆的この種電磁気的深
傷方法と較べて欠陥検出感度をまったく低下させず、か
つ同時的に広範囲の探傷が可能となった。

この発明による探傷法では平面を有する金属体の深傷に
最適であると同時に曲面を有する部品の深傷にも著しい
探傷効果を奏する。そしてこれを具体化する探傷装置も
構成簡略にして業界の要望に充分応じ得るものである。
総じてこの発明は深傷技術の画期的向上を保障するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の要部である検出機構の実施例を示す
図で円形状検出コイルと磁芯の配置関係、ならぴに滋芯
の同Ｄ円上の円運動軌道を示す平面図、第２図は第１図
検出機構と被検査材との位置関係を示す側面図、第３図
は具体的装置の構成を示す図である。 １……検出コイル、２，，２２〜２８……磁芯、３・・
…・被検査材、６・…・・検出コイル保持台、７・・・
・・・モータ、９・・・・・・磁芯保持枠。 髪丁図菱２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査材に近接して設置した検出コイルの近傍にお
   いて、その幾可学的中心を除く１点またはその１点を含
   む等磁位線上の多点に磁芯を配備し、この磁芯を前記検
   出コイルの等磁位線上にて前記コイルに対し運動させる
   ことによって生じるこの磁芯を含んだ検出コイルのイン
   ピーダンスの変化を検知することにより被検査材の欠陥
   を検出するようにしたことを特徴とする電磁気的非破壊
   探傷方法。 ２ 検出コイルの等磁位線上の多点に配備された磁芯の
   それぞれの先端形状が複数種類により構成され複数種類
   の欠陥を探傷することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電磁気的非破壊探傷方法。 ３ 被検査材に近接して設置した検出コイルの近傍にお
   いてその幾可学的中心を除く１点またはその１点を含む
   等磁位線上の多点に磁芯を配備し、この磁芯を前記検出
   コイルの等磁位線上にて前記検出コイルに対して運動さ
   せるようにするとともに前記検出コイルおよび磁芯の両
   者と被検査材とを相対的に移動走査するようにし、この
   磁芯を含んだ検出コイルのインピーダンスの変化を検知
   することにより被検査材を広範囲に走査探傷させるよう
   にしたことを特徴とする電磁気的非破壊探傷方法。 ４ 被検査材探傷面に対応して設置された円形状検出コ
   イルと、その中心を除く１点またはその１点を含む同心
   円上の多点に配備された磁芯と、この磁芯を前記検出コ
   イルの同心円上の円軌道上にて前記検出コイルに対して
   回転させる回転駆動機構とを備え有し、前記検出コイル
   のインピーダンスの変化を検知することにより被検査材
   の欠陥検出を行なわせるようにしたことを特徴とする電
   磁気的非破壊探傷装置。