JPS6131423B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6131423B2 JPS6131423B2 JP55120141A JP12014180A JPS6131423B2 JP S6131423 B2 JPS6131423 B2 JP S6131423B2 JP 55120141 A JP55120141 A JP 55120141A JP 12014180 A JP12014180 A JP 12014180A JP S6131423 B2 JPS6131423 B2 JP S6131423B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- coils
- probe
- gear
- gears
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating 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
- G01N27/904—Investigating 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 with two or more sensors
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプローブ形コイルを用いる渦流探傷法
に使用するプローブに関し、特に検出すべき欠陥
の方向に関係なくその定量的評価を可能とするプ
ローブに関する。
に使用するプローブに関し、特に検出すべき欠陥
の方向に関係なくその定量的評価を可能とするプ
ローブに関する。
プローブ形コイルを用いる渦流探傷法は被検材
とプローブ形コイルとを相対移動せしめることに
よつて被検材を探傷走査し、コイルと被検材との
電磁的結合状態の局部的変動点を欠陥として検出
する方法である。
とプローブ形コイルとを相対移動せしめることに
よつて被検材を探傷走査し、コイルと被検材との
電磁的結合状態の局部的変動点を欠陥として検出
する方法である。
さて、このコイルとしては一般に矩形のコイル
が多用されている。これは矩形コイルの場合、特
定方向の欠陥の検出能が高い為であり、第５図に
示す矩形コイルRC及び第６図に示す円形コイル
CC（等面積とする）の夫々と欠陥Ｆとの電磁的
結合に着目すると、前者の方が、コイルの有効磁
場発生範囲（その囲繞面積に略々比例する）内に
おいて欠陥が占める割合が高く、またこの割合が
高い程コイルインピーダンスの変化が大きく、そ
れだけ検出能が高くなるという現象から理由づけ
られるところである。
が多用されている。これは矩形コイルの場合、特
定方向の欠陥の検出能が高い為であり、第５図に
示す矩形コイルRC及び第６図に示す円形コイル
CC（等面積とする）の夫々と欠陥Ｆとの電磁的
結合に着目すると、前者の方が、コイルの有効磁
場発生範囲（その囲繞面積に略々比例する）内に
おいて欠陥が占める割合が高く、またこの割合が
高い程コイルインピーダンスの変化が大きく、そ
れだけ検出能が高くなるという現象から理由づけ
られるところである。
ところが矩形コイルの場合、その発生磁界がコ
イル軸中心に対し等方的な磁界とはならず、従つ
て同一欠陥に対してもコイルの走査角度によつて
その出力が異なることになる。即ちコイルの走査
方向又はコイルと被検物の相対移動方向によつて
出力が支配される処となる。従つて欠陥の方向が
一定している場合はともかく、種々の方向の欠陥
が混在する場合はコイルの出力信号に基づいて欠
陥の定量的評価（深さ等）を行い得ないという不
都合がある。
イル軸中心に対し等方的な磁界とはならず、従つ
て同一欠陥に対してもコイルの走査角度によつて
その出力が異なることになる。即ちコイルの走査
方向又はコイルと被検物の相対移動方向によつて
出力が支配される処となる。従つて欠陥の方向が
一定している場合はともかく、種々の方向の欠陥
が混在する場合はコイルの出力信号に基づいて欠
陥の定量的評価（深さ等）を行い得ないという不
都合がある。
そこで矩形コイルをその中心回りに回転させつ
つ走査して指向性の悪影響を解決せんとする方法
が提案されているが、回転体から信号を取出すた
めの機構としてスリツプリング、回転トランス等
を必要とし、このためにコイルを含む検出ヘツド
が複雑化、且つ大型化するという難点があり、ま
た回転部の精度維持のための保守が煩わしいとい
う問題もある。
つ走査して指向性の悪影響を解決せんとする方法
が提案されているが、回転体から信号を取出すた
めの機構としてスリツプリング、回転トランス等
を必要とし、このためにコイルを含む検出ヘツド
が複雑化、且つ大型化するという難点があり、ま
た回転部の精度維持のための保守が煩わしいとい
う問題もある。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、単に直線走査を行うのみで欠陥の定量的評
価を可能とする渦流探傷用プローブを提供するこ
とを目的とする。
つて、単に直線走査を行うのみで欠陥の定量的評
価を可能とする渦流探傷用プローブを提供するこ
とを目的とする。
本発明に係る渦流探傷用プローブは、被検物の
探傷面に平行な矩形の検出コイルを複数備えてお
り、複数の検出コイルは探傷面に垂直な軸回りに
回動可能に設けてあり、その走査方向に対して各
別の角度をなす如く回動位置が固定される構成と
してあることを特徴とする。なおここにおいて矩
形とは広義の矩形、即ち正方形も含むものとす
る。
探傷面に平行な矩形の検出コイルを複数備えてお
り、複数の検出コイルは探傷面に垂直な軸回りに
回動可能に設けてあり、その走査方向に対して各
別の角度をなす如く回動位置が固定される構成と
してあることを特徴とする。なおここにおいて矩
形とは広義の矩形、即ち正方形も含むものとす
る。
まず本発明のプローブによる探傷にて種々の方
向の欠陥の定量的評価が可能であるとする原理に
ついて説明する。
向の欠陥の定量的評価が可能であるとする原理に
ついて説明する。
第１図は本発明のプローブのある時点における
平面レイアウトを示す模式図である。コイル（即
ち検出コイルと見做すべきもの）１１〜１７は
夫々に全体として平面視で矩形をなしており、更
に詳述すると10mm×10mmの平面寸法を有するコイ
ルユニツトを一方向に３個連設して10mm×30mmの
矩形状に配したものである。各コイルは同一円周
上に15゜ずつ離隔させて扇形に配設している。即
ち各コイルは短辺の一方をこの円の中心側に、ま
た他方を遠心側に位置せしめ、コイル中心間ピツ
チが15゜となるようにして７つのコイルを１１，
１２…１７の順に放射状に配列してあり、各コイ
ルはコイル１１の巻終りをコイル１２の巻初め
に、コイル１２の巻終りをコイル１３の巻初めに
…というようにして各コイル出力を合成するよう
に直列接続し、コイル１１の巻初め及びコイル１
７の巻終りをブリツジに接続した構成にしてあ
る。そしてこのプローブは中間のコイル１４の長
手方向を走査方向（白抜矢符にて示す）とするよ
うに使用される。
平面レイアウトを示す模式図である。コイル（即
ち検出コイルと見做すべきもの）１１〜１７は
夫々に全体として平面視で矩形をなしており、更
に詳述すると10mm×10mmの平面寸法を有するコイ
ルユニツトを一方向に３個連設して10mm×30mmの
矩形状に配したものである。各コイルは同一円周
上に15゜ずつ離隔させて扇形に配設している。即
ち各コイルは短辺の一方をこの円の中心側に、ま
た他方を遠心側に位置せしめ、コイル中心間ピツ
チが15゜となるようにして７つのコイルを１１，
１２…１７の順に放射状に配列してあり、各コイ
ルはコイル１１の巻終りをコイル１２の巻初め
に、コイル１２の巻終りをコイル１３の巻初めに
…というようにして各コイル出力を合成するよう
に直列接続し、コイル１１の巻初め及びコイル１
７の巻終りをブリツジに接続した構成にしてあ
る。そしてこのプローブは中間のコイル１４の長
手方向を走査方向（白抜矢符にて示す）とするよ
うに使用される。
第２図は上述のコイル１１〜１７単独の出力特
性の実測結果を示している。コイルは相互誘導コ
イルの検出コイル（ピツクアツプコイル）として
使用し、また人工欠陥のサイズを深さ10mm、巾
0.3mm、長さ100mmとした場合においてコイルの走
査方向と人工欠陥Ｆの長手方向とのなす角度θと
規格化出力を求めたものである。これによれば前
述した如きコイルの検出能の指向性が明瞭である
が、本発明のプローブによつて探傷を行う場合は
斯かる指向性が打消される。これは走査方向に対
する各コイルの長手方向の角度が区々に異なるた
めであつて、あるコイルについて出力が低い値と
なる角度の欠陥については他のコイルの出力がこ
れを補うように作用する為である。
性の実測結果を示している。コイルは相互誘導コ
イルの検出コイル（ピツクアツプコイル）として
使用し、また人工欠陥のサイズを深さ10mm、巾
0.3mm、長さ100mmとした場合においてコイルの走
査方向と人工欠陥Ｆの長手方向とのなす角度θと
規格化出力を求めたものである。これによれば前
述した如きコイルの検出能の指向性が明瞭である
が、本発明のプローブによつて探傷を行う場合は
斯かる指向性が打消される。これは走査方向に対
する各コイルの長手方向の角度が区々に異なるた
めであつて、あるコイルについて出力が低い値と
なる角度の欠陥については他のコイルの出力がこ
れを補うように作用する為である。
第３図は第１図に示したプローブの走査方向と
欠陥Ｆの長手方向とのなす角度をαとして、全コ
イルによる複合的規格化出力を２点鎖線で示した
ものである。図中，…を付した実線は各コ
イル１１，１２…１７の単独の出力を示すもので
あつて、各出力はそのレイアウトから明らかな如
く15゜の位相差を有しており、複合出力は各コイ
ル出力の包路線で示される特性となる。従つて本
発明による場合は欠陥の方向に拘わらず安定した
値の出力が得られることになる。なお第３図に示
す複合出力は０゜（又は180゜）の近傍でやや低
い値となつているが、これは第１図に示すプロー
ブでは、走査方向に対するコイルの長手方向角度
が最大のもの（コイル１１，１７）で45゜である
ためであり、更に60゜、75゜、90゜のものを付加
することにより全角度に亘つて平坦な複合出力特
性を得ることが可能になることは勿論である。
欠陥Ｆの長手方向とのなす角度をαとして、全コ
イルによる複合的規格化出力を２点鎖線で示した
ものである。図中，…を付した実線は各コ
イル１１，１２…１７の単独の出力を示すもので
あつて、各出力はそのレイアウトから明らかな如
く15゜の位相差を有しており、複合出力は各コイ
ル出力の包路線で示される特性となる。従つて本
発明による場合は欠陥の方向に拘わらず安定した
値の出力が得られることになる。なお第３図に示
す複合出力は０゜（又は180゜）の近傍でやや低
い値となつているが、これは第１図に示すプロー
ブでは、走査方向に対するコイルの長手方向角度
が最大のもの（コイル１１，１７）で45゜である
ためであり、更に60゜、75゜、90゜のものを付加
することにより全角度に亘つて平坦な複合出力特
性を得ることが可能になることは勿論である。
なお上記実施例では各コイルを直列接続するこ
ととしたが各コイルを各別のブリツジに接続し、
各ブリツジの不平衡電流を合成する如き方法によ
つて複合処理することとしてもよい。
ととしたが各コイルを各別のブリツジに接続し、
各ブリツジの不平衡電流を合成する如き方法によ
つて複合処理することとしてもよい。
第４図は本発明に係るプローブの構造を示す模
式的平面図である。このプローブは複数の検出コ
イルの相対的角度関係を、換言すれば走査方向に
対するコイル角度を変更可能としたものである。
図示しない支持部材の下端において、更に下方に
位置する被検物の探傷面に臨ませるべく取付けら
れている底無状のケース３０内には下記のモー
タ、歯車群及びコイル等が配設されており、各コ
イルは被検物と適宜の間隔を隔てて対向するよう
に収納されている。
式的平面図である。このプローブは複数の検出コ
イルの相対的角度関係を、換言すれば走査方向に
対するコイル角度を変更可能としたものである。
図示しない支持部材の下端において、更に下方に
位置する被検物の探傷面に臨ませるべく取付けら
れている底無状のケース３０内には下記のモー
タ、歯車群及びコイル等が配設されており、各コ
イルは被検物と適宜の間隔を隔てて対向するよう
に収納されている。
３１はモータ３２の出力軸に直結された歯車で
あつて回転軸（モータ出力軸）を鉛直にしてあ
る。３３，３４は同仕様の歯車であつて相互に噛
合し、また歯車３３が歯車３１と噛合し、歯車３
３の回転軸中心と歯車３１及び３４の各回転軸中
心とを夫々に結ぶ線は直交するように各歯車を位
置せしめてある。これらの歯車３３，３４の回転
軸夫々には、より小径であつて同仕様の歯車３
５，３６が夫々同軸的に装着されている。
あつて回転軸（モータ出力軸）を鉛直にしてあ
る。３３，３４は同仕様の歯車であつて相互に噛
合し、また歯車３３が歯車３１と噛合し、歯車３
３の回転軸中心と歯車３１及び３４の各回転軸中
心とを夫々に結ぶ線は直交するように各歯車を位
置せしめてある。これらの歯車３３，３４の回転
軸夫々には、より小径であつて同仕様の歯車３
５，３６が夫々同軸的に装着されている。
歯車３１，３３の回転軸中心を結び線分の歯車
３３側の延長上にその回転軸中心を位置せしめる
ようにして歯車３７が取付けられており、この歯
車３７は歯車３５と噛合するようにしている。一
方、上記線分と平行であつて歯車３４，３６の回
転軸を通る直線上には歯車３７と同仕様の歯車３
８を、歯車３６と噛合するように取付けてある。
３３側の延長上にその回転軸中心を位置せしめる
ようにして歯車３７が取付けられており、この歯
車３７は歯車３５と噛合するようにしている。一
方、上記線分と平行であつて歯車３４，３６の回
転軸を通る直線上には歯車３７と同仕様の歯車３
８を、歯車３６と噛合するように取付けてある。
そしてこのような歯車３７，３８の下面には
夫々コイル２４，２２が取付けられている。また
歯車３７，３８の中間にはコイル２３を取付けて
ある。このコイル２３は他のコイルとは異なりケ
ース３０に固定的に取付けてある。
夫々コイル２４，２２が取付けられている。また
歯車３７，３８の中間にはコイル２３を取付けて
ある。このコイル２３は他のコイルとは異なりケ
ース３０に固定的に取付けてある。
同仕様の歯車３９，４０は前記歯車３３，３４
と噛合するように配設され、この歯車３９，４０
夫々の下面にはコイル２５，２１が夫々取付けら
れている。そしてコイル２１〜２５の中心又は歯
車３７〜７０の回転中心は同一円周上に、且つ15
〜20゜程度の適当な等しい角度ずつ離隔して位置
し、各歯車を連動回転させてもコイル中心の相対
的位置関係は変動せず、また図示の如く、初期的
状態では各コイル２１〜２５の長手方向が平行と
なるようにしてある。更に歯車３３，３４の歯数
をN3、歯車３５，３６の歯数をN5、歯車３７，
３８の歯数をN7、歯車３９，４０の歯数をN9と
すると、 ２Ｎ５／Ｎ７＝Ｎ３／Ｎ９ …(1) の関係を満足するように各歯数を定めている。こ
のプローブは白抜矢符で示す走査方向を中央の固
定したコイル２３の長手方向と一致させて使用す
るが、この走査方向に対する他のコイルの長手方
向の角度βはモータ３２を適当量回転させて各歯
車を所定方向へ回転させることによつて任意に変
更させ得、しかも(1)式の如く歯数を定めておくこ
とにより、第５図に２点鎖線で示すように外側の
コイル２１，２５の角度を内側のコイル２２，２
４の角度βの２倍、即ち２βに自動的に設定する
ことができる。従つてこのプローブによる場合は
欠陥性状に応じてこの角度βを適宜変更して探傷
できる。例えば走査方向と直交する方向の欠陥だ
けが検出対象である場合はβ＝０゜、種々の方向
の欠陥を検出対象とする場合β＝30〜45゜とする
ようにして使用するのが総合的検出感度を高める
上で、また欠陥の方向による影響を回避する上で
望ましい。
と噛合するように配設され、この歯車３９，４０
夫々の下面にはコイル２５，２１が夫々取付けら
れている。そしてコイル２１〜２５の中心又は歯
車３７〜７０の回転中心は同一円周上に、且つ15
〜20゜程度の適当な等しい角度ずつ離隔して位置
し、各歯車を連動回転させてもコイル中心の相対
的位置関係は変動せず、また図示の如く、初期的
状態では各コイル２１〜２５の長手方向が平行と
なるようにしてある。更に歯車３３，３４の歯数
をN3、歯車３５，３６の歯数をN5、歯車３７，
３８の歯数をN7、歯車３９，４０の歯数をN9と
すると、 ２Ｎ５／Ｎ７＝Ｎ３／Ｎ９ …(1) の関係を満足するように各歯数を定めている。こ
のプローブは白抜矢符で示す走査方向を中央の固
定したコイル２３の長手方向と一致させて使用す
るが、この走査方向に対する他のコイルの長手方
向の角度βはモータ３２を適当量回転させて各歯
車を所定方向へ回転させることによつて任意に変
更させ得、しかも(1)式の如く歯数を定めておくこ
とにより、第５図に２点鎖線で示すように外側の
コイル２１，２５の角度を内側のコイル２２，２
４の角度βの２倍、即ち２βに自動的に設定する
ことができる。従つてこのプローブによる場合は
欠陥性状に応じてこの角度βを適宜変更して探傷
できる。例えば走査方向と直交する方向の欠陥だ
けが検出対象である場合はβ＝０゜、種々の方向
の欠陥を検出対象とする場合β＝30〜45゜とする
ようにして使用するのが総合的検出感度を高める
上で、また欠陥の方向による影響を回避する上で
望ましい。
以上のように本発明による場合はコイル種々の
指向性の問題点を解決してプローブを謂わば無指
向性になし得るから走査方向と欠陥の方向とに関
係なく欠陥の深さの評価を行うことができる。そ
して被検物に応じてコイルの角度を設定すること
ができるので、最良の感度を得ることができる。
更に従来の如くコイルを回転させる必要がない
（第４図に示す本発明プローブは検査時に回転の
必要はない）ので検出ヘツドの構造は複雑化せ
ず、保守の煩わしさもない等、本発明は優れた効
果を奏する。
指向性の問題点を解決してプローブを謂わば無指
向性になし得るから走査方向と欠陥の方向とに関
係なく欠陥の深さの評価を行うことができる。そ
して被検物に応じてコイルの角度を設定すること
ができるので、最良の感度を得ることができる。
更に従来の如くコイルを回転させる必要がない
（第４図に示す本発明プローブは検査時に回転の
必要はない）ので検出ヘツドの構造は複雑化せ
ず、保守の煩わしさもない等、本発明は優れた効
果を奏する。
第１図は本発明の原理説明のための模式図、第
２図はコイル単独の出力特性図、第３図は複合出
力特性図、第４図は本発明の係るプローブの模式
的平面図、第５図、第６図は指向性の説明図であ
る。 １１，１２…１７、２１，２２…コイル、３
１，３３，３４…３９，４０…歯車。
２図はコイル単独の出力特性図、第３図は複合出
力特性図、第４図は本発明の係るプローブの模式
的平面図、第５図、第６図は指向性の説明図であ
る。 １１，１２…１７、２１，２２…コイル、３
１，３３，３４…３９，４０…歯車。
Claims (1)
- １ 被検物の探傷面に平行な矩形の検出コイルを
複数備えており、複数の検出コイルは探傷面に垂
直な軸回りに回動可能に設けてあり、その走査方
向に対して各別の角度をなす如く回動位置が固定
される構成としてあることを特徴とする渦流探傷
用プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55120141A JPS5744851A (en) | 1980-08-29 | 1980-08-29 | Eddy current type flaw detecting method and probe thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55120141A JPS5744851A (en) | 1980-08-29 | 1980-08-29 | Eddy current type flaw detecting method and probe thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5744851A JPS5744851A (en) | 1982-03-13 |
| JPS6131423B2 true JPS6131423B2 (ja) | 1986-07-19 |
Family
ID=14778974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55120141A Granted JPS5744851A (en) | 1980-08-29 | 1980-08-29 | Eddy current type flaw detecting method and probe thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5744851A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61290220A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | 大元 聖司 | ねじ込みピン |
| JP2769534B2 (ja) * | 1992-05-19 | 1998-06-25 | 株式会社システムハイテック | 薄鋼帯磁気探傷装置における磁気センサー群配列構造 |
| JP5978661B2 (ja) * | 2012-03-08 | 2016-08-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電磁気探傷用プローブ |
-
1980
- 1980-08-29 JP JP55120141A patent/JPS5744851A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5744851A (en) | 1982-03-13 |
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