JPS6314905B2 - - Google Patents
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- JPS6314905B2 JPS6314905B2 JP56091156A JP9115681A JPS6314905B2 JP S6314905 B2 JPS6314905 B2 JP S6314905B2 JP 56091156 A JP56091156 A JP 56091156A JP 9115681 A JP9115681 A JP 9115681A JP S6314905 B2 JPS6314905 B2 JP S6314905B2
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- Japan
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- frequency
- coil
- test
- flaw
- Prior art date
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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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- 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、複数コイル方式による多重周波渦流
探傷法及び多重周波数渦流探傷装置に関するもの
である。
探傷法及び多重周波数渦流探傷装置に関するもの
である。
多重周波数渦流探傷技術は、渦流探傷におい
て、渦電流の浸透深さが試験周波数に依存するこ
とに着目し、試験周波数を複数にすることによつ
て一度に得る情報量を増やし、それらを組合せる
ことにより各種の雑音要因の低減や重畳した要因
の分離、欠陥位置の推定等を試みるものであり、
原子力プラントの供用期間中の検査等に採用され
ている。この探傷法には、大別してミキシング方
式とスイツチング方式とがある。
て、渦電流の浸透深さが試験周波数に依存するこ
とに着目し、試験周波数を複数にすることによつ
て一度に得る情報量を増やし、それらを組合せる
ことにより各種の雑音要因の低減や重畳した要因
の分離、欠陥位置の推定等を試みるものであり、
原子力プラントの供用期間中の検査等に採用され
ている。この探傷法には、大別してミキシング方
式とスイツチング方式とがある。
ミキシング方式は、第１図に示すように、異な
る試験周波数f1、f2、…fnを持つた発振器１1，１
２〜１ｎを備え、その各発振器１1，１2〜１ｎか
らの励磁電流をミキサ２で混合して単一の検知コ
イル３を駆動すると共に、検知コイル３に各試験
周波数に対応するバンドパスフイルタ４1，４2〜
４ｎを介して各周波数毎の単一周波数探傷器５1，
５2〜５ｎを接続し、この各探傷器５1，５2〜５
ｎから同時に複数の試験周波数での探傷出力を得
るようにしたものである。スイツチング方式は、
第２図に示すように、切換タイミング発生器６の
タイミングに従つてマルチプレクサ７により各単
一周波探傷器５1，５2〜５ｎの試験周波数を切換
えて単一の検知コイル３を時分割にて使用するも
のである。
る試験周波数f1、f2、…fnを持つた発振器１1，１
２〜１ｎを備え、その各発振器１1，１2〜１ｎか
らの励磁電流をミキサ２で混合して単一の検知コ
イル３を駆動すると共に、検知コイル３に各試験
周波数に対応するバンドパスフイルタ４1，４2〜
４ｎを介して各周波数毎の単一周波数探傷器５1，
５2〜５ｎを接続し、この各探傷器５1，５2〜５
ｎから同時に複数の試験周波数での探傷出力を得
るようにしたものである。スイツチング方式は、
第２図に示すように、切換タイミング発生器６の
タイミングに従つてマルチプレクサ７により各単
一周波探傷器５1，５2〜５ｎの試験周波数を切換
えて単一の検知コイル３を時分割にて使用するも
のである。
以上のように従来の探傷法では、単一の検知コ
イル３を使用し、この検知コイル３を複数の試験
周波数にて駆動する方式が採用されている。しか
し、従来の多重周波数渦流探傷法によれば、欠陥
位置の識別の場合に次のような問題点があつた。
例えば第３図に示すように、表裏に人工欠陥８，
９が存在する厚さ４mmのステンレス鋼板のサンプ
ル１０について試験周波数10KHz、100KHzの２
周波渦流探傷を行なう。ただし、ここではミキシ
ング方式を用い、検知コイル３には単一の標準比
較型でコイル長２mmのものを使用する。検知コイ
ル３を矢印方向に移動させた場合、10KHz、
100KHzの位相検波出力は第４図Ａ，Ｂのように
なる。10KHzでは電磁場の表皮効果による浸透深
さδが約４mmのため、欠陥９のみならず欠陥８に
ついても検出している。一方、100KHzでは浸透
深さδが約1.3mmで欠陥９のみを検出している。
従つて、検知コイル３と同一側の裏面の欠陥９の
みの検出であれば100KHz単一で十分であり、ま
た表面の欠陥８のみを検出する場合には、予め同
一の標準欠陥に対する10KHzと100KHzの感度比
ｋを求めておき、V10×ｋ―V100とすることによ
つて裏面にある欠陥９分を消去すれば、表面の欠
陥８のみを検出することが可能となる。ところ
が、第４図の波形からも明らかなように、試験周
波数が異なると、同一の要因からの信号が単に感
度のみならず、信号巾まで変化させて終う。一般
に、周波数が低くなる程、信号巾は広くなる傾向
にあるが、これは、検知コイル３が導体に近接し
た場合の導体内での電磁場の広がり方が表皮効果
のため、周波数によつて異なることに起因してい
る。従つて、V10×ｋ―V100（この場合ｋ＝1.3）
を求めても、第４図ｃの波形のように差が残つて
終い、表面のみの欠陥８を検出することは不可能
となる。端的に云えば、同一の検知コイル３で
は、同一要因からの感じ方が周波数によつて異な
るため、それらを組合せても完全に消去しきれな
いと云うことである。
イル３を使用し、この検知コイル３を複数の試験
周波数にて駆動する方式が採用されている。しか
し、従来の多重周波数渦流探傷法によれば、欠陥
位置の識別の場合に次のような問題点があつた。
例えば第３図に示すように、表裏に人工欠陥８，
９が存在する厚さ４mmのステンレス鋼板のサンプ
ル１０について試験周波数10KHz、100KHzの２
周波渦流探傷を行なう。ただし、ここではミキシ
ング方式を用い、検知コイル３には単一の標準比
較型でコイル長２mmのものを使用する。検知コイ
ル３を矢印方向に移動させた場合、10KHz、
100KHzの位相検波出力は第４図Ａ，Ｂのように
なる。10KHzでは電磁場の表皮効果による浸透深
さδが約４mmのため、欠陥９のみならず欠陥８に
ついても検出している。一方、100KHzでは浸透
深さδが約1.3mmで欠陥９のみを検出している。
従つて、検知コイル３と同一側の裏面の欠陥９の
みの検出であれば100KHz単一で十分であり、ま
た表面の欠陥８のみを検出する場合には、予め同
一の標準欠陥に対する10KHzと100KHzの感度比
ｋを求めておき、V10×ｋ―V100とすることによ
つて裏面にある欠陥９分を消去すれば、表面の欠
陥８のみを検出することが可能となる。ところ
が、第４図の波形からも明らかなように、試験周
波数が異なると、同一の要因からの信号が単に感
度のみならず、信号巾まで変化させて終う。一般
に、周波数が低くなる程、信号巾は広くなる傾向
にあるが、これは、検知コイル３が導体に近接し
た場合の導体内での電磁場の広がり方が表皮効果
のため、周波数によつて異なることに起因してい
る。従つて、V10×ｋ―V100（この場合ｋ＝1.3）
を求めても、第４図ｃの波形のように差が残つて
終い、表面のみの欠陥８を検出することは不可能
となる。端的に云えば、同一の検知コイル３で
は、同一要因からの感じ方が周波数によつて異な
るため、それらを組合せても完全に消去しきれな
いと云うことである。
以上では、欠陥位置の識別の例について述べた
が、雑音要因の除去、低減等においても、単一コ
イルである限り同様な問題点があつた。また、単
一コイルの場合、平衡用のブリツジ回路も単一で
あり、従つて、バランスは或る一つの試験周波数
でしかとれず、他の試験周波数ではバランスしな
いままで行なうことになつている。試験周波数が
比較的近い場合はアンバランスでも増幅器等のダ
イナミツクレンジ内に入り得るが、試験周波数の
比が大きくなつてくると、一方の試験周波数でバ
ランスした時、他方の試験周波数では飽和して終
う恐れがあつた。以上の理由により従来の多重周
波数渦流探傷法では精々２〜３倍の周波数比しか
とれなかつた。このため浸透深さ比は1.4〜1.7倍
が限度であり、判別範囲を広くとれないと云う問
題もあつた。また単一コイルであるため、巻数も
一律であり、試験周波数によつて感度に大きな差
が生じ、探傷の高感度が不可能であつた。
が、雑音要因の除去、低減等においても、単一コ
イルである限り同様な問題点があつた。また、単
一コイルの場合、平衡用のブリツジ回路も単一で
あり、従つて、バランスは或る一つの試験周波数
でしかとれず、他の試験周波数ではバランスしな
いままで行なうことになつている。試験周波数が
比較的近い場合はアンバランスでも増幅器等のダ
イナミツクレンジ内に入り得るが、試験周波数の
比が大きくなつてくると、一方の試験周波数でバ
ランスした時、他方の試験周波数では飽和して終
う恐れがあつた。以上の理由により従来の多重周
波数渦流探傷法では精々２〜３倍の周波数比しか
とれなかつた。このため浸透深さ比は1.4〜1.7倍
が限度であり、判別範囲を広くとれないと云う問
題もあつた。また単一コイルであるため、巻数も
一律であり、試験周波数によつて感度に大きな差
が生じ、探傷の高感度が不可能であつた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、試
験周波数の相違による同一要因からの寄与の相違
感度の相違を低減し、信号解析の精度向上と高感
度化を図ることを目的として提供されたものであ
つて、その第１の特徴とする処は、検知コイルに
複数種類の異なる試験周波数の励磁電流を印加
し、被検材に渦電流を夫々発生させて欠陥を検出
する多重周波数渦流探傷法において、異なる試験
周波数の励磁電流が印加される検知コイルを該各
励磁電流に対応して複数個用い、該各励磁電流に
よつて被検材の表面に発生する各渦電流の応答範
囲が略等しくなるように、各試験周波数に応じて
各検知コイルのコイル長、コイル径、巻数等の条
件を定めておき、探傷時に、各検知コイルに該各
検知コイルに対応する励磁電流を夫々印加し、該
各検知コイルに接続された単一周波数探傷器から
の出力の差を求め、異なる試験周波数間での雑音
要因を除去する。点にあり、第２の特徴とする処
は、検知コイルに複数種類の異なる試験周波数の
励磁電流を印加し、被検材に渦電流を夫々発生さ
せて欠陥を検出する多重周波数渦流探傷装置にお
いて、異なる試験周波数の励磁電流が別々に印加
され、かつ該励磁電流によつて被検材の表面に発
生する渦電流の応答範囲が略等しくなるように、
各試験周波数に応じてコイル長、コイル径、巻数
等の条件が定められた検知コイルを各励磁電流に
対応して複数個設けると共に、各検知コイルに接
続された複数個の単一周波数探傷器と、該各探傷
器からの位相検波出力の差を求める解析手段と、
該解析手段からの解析結果を表示する表示手段と
を備え、前記各探傷器には各検知コイルに対応す
る特定の試験周波数のみ通過させるバンドパスフ
イルタ又は試験周波数毎の相関器を設けた点にあ
る。
験周波数の相違による同一要因からの寄与の相違
感度の相違を低減し、信号解析の精度向上と高感
度化を図ることを目的として提供されたものであ
つて、その第１の特徴とする処は、検知コイルに
複数種類の異なる試験周波数の励磁電流を印加
し、被検材に渦電流を夫々発生させて欠陥を検出
する多重周波数渦流探傷法において、異なる試験
周波数の励磁電流が印加される検知コイルを該各
励磁電流に対応して複数個用い、該各励磁電流に
よつて被検材の表面に発生する各渦電流の応答範
囲が略等しくなるように、各試験周波数に応じて
各検知コイルのコイル長、コイル径、巻数等の条
件を定めておき、探傷時に、各検知コイルに該各
検知コイルに対応する励磁電流を夫々印加し、該
各検知コイルに接続された単一周波数探傷器から
の出力の差を求め、異なる試験周波数間での雑音
要因を除去する。点にあり、第２の特徴とする処
は、検知コイルに複数種類の異なる試験周波数の
励磁電流を印加し、被検材に渦電流を夫々発生さ
せて欠陥を検出する多重周波数渦流探傷装置にお
いて、異なる試験周波数の励磁電流が別々に印加
され、かつ該励磁電流によつて被検材の表面に発
生する渦電流の応答範囲が略等しくなるように、
各試験周波数に応じてコイル長、コイル径、巻数
等の条件が定められた検知コイルを各励磁電流に
対応して複数個設けると共に、各検知コイルに接
続された複数個の単一周波数探傷器と、該各探傷
器からの位相検波出力の差を求める解析手段と、
該解析手段からの解析結果を表示する表示手段と
を備え、前記各探傷器には各検知コイルに対応す
る特定の試験周波数のみ通過させるバンドパスフ
イルタ又は試験周波数毎の相関器を設けた点にあ
る。
以下、図示の実施例について本発明を詳述する
と、第５図において、１１は被検材、１２1，１
２2〜１２ｎは各試験周波数毎に設けられた複数
個の検知コイルであり、この各検知コイル１２1，
１２2〜１２ｎには単一周波渦流探傷器１３1，１
３2〜１３ｎが夫々接続されている。各検知コイ
ル１２1，１２2〜１２ｎは同一ボビンに巻付けら
れており、何れも各試験周波数f1、f2、〜fnにお
いて被検材１１表面での夫々の応答範囲が略等し
くなり、かつ各試験周波数f1、f2、〜fnに対して
最適の感度が得られるように、そのコイル長、コ
イル径及び巻数が決められている。即ち、内挿形
及び貫通形コイルでは、コイル長により欠陥の応
答する範囲が定まるが、試験周波数によつてもそ
の範囲が変化し、一般に高周波になるほど浸透深
さが小さくなり、応答範囲も狭くなるので、高周
波用の検知コイルの長さを、上記影響を補正する
ように予め若干長くすることにより、各試験周波
数の応答範囲を合わせる。またプローブ形コイル
では、コイル径により欠陥の応答する範囲が定ま
ると共に、試験周波数によつてもその範囲が変化
するため、内挿形や貫通形コイルと同様、各試験
周波数に応じて予めコイル径を調整することによ
り、各試験周波数の応答範囲を合わせる。従つ
て、被検材１１中の雑音要因からの寄与が各検知
コイル１２1，１２2〜１２ｎとも等しくなり、試
験周波数の差異に伴なう信号巾の変化を防止で
き、信号処理過程において雑音要因を除去するこ
とができる。
と、第５図において、１１は被検材、１２1，１
２2〜１２ｎは各試験周波数毎に設けられた複数
個の検知コイルであり、この各検知コイル１２1，
１２2〜１２ｎには単一周波渦流探傷器１３1，１
３2〜１３ｎが夫々接続されている。各検知コイ
ル１２1，１２2〜１２ｎは同一ボビンに巻付けら
れており、何れも各試験周波数f1、f2、〜fnにお
いて被検材１１表面での夫々の応答範囲が略等し
くなり、かつ各試験周波数f1、f2、〜fnに対して
最適の感度が得られるように、そのコイル長、コ
イル径及び巻数が決められている。即ち、内挿形
及び貫通形コイルでは、コイル長により欠陥の応
答する範囲が定まるが、試験周波数によつてもそ
の範囲が変化し、一般に高周波になるほど浸透深
さが小さくなり、応答範囲も狭くなるので、高周
波用の検知コイルの長さを、上記影響を補正する
ように予め若干長くすることにより、各試験周波
数の応答範囲を合わせる。またプローブ形コイル
では、コイル径により欠陥の応答する範囲が定ま
ると共に、試験周波数によつてもその範囲が変化
するため、内挿形や貫通形コイルと同様、各試験
周波数に応じて予めコイル径を調整することによ
り、各試験周波数の応答範囲を合わせる。従つ
て、被検材１１中の雑音要因からの寄与が各検知
コイル１２1，１２2〜１２ｎとも等しくなり、試
験周波数の差異に伴なう信号巾の変化を防止で
き、信号処理過程において雑音要因を除去するこ
とができる。
各単一周波渦流探傷器１３1，１３2〜１３ｎ
は、各試験周波数f1、f2〜fnの発振器１４1，１４
２〜１４ｎ、その各試験周波数f1、f2、〜fn毎に検
知コイル１２1，１２2〜１２ｎのバランスをとる
ブリツジ回路１５1，１５2〜１５ｎ、各試験周波
数f1、f2、〜fnのみを通すバンドパスフイルタ１
６1，１６2〜１６ｎ、及び位相検波器１７1，１
７2〜１７ｎを備えて成る。各検知コイル１２1，
１２2，１２ｎを同一ボビンに巻付けておけば、
コイルを移動させた際にも、被検材１１と各検知
コイル１２1，１２2〜１２ｎとの間の距離の変化
等の配置パラメータを同一にできるが、各試験周
波数の励磁電流で同時に各検知コイル１２1，１
２2〜１２ｎを駆動した時に、検知コイル１２1，
１２2〜１２ｎ間で相互インダクタンスが生じ、
ｉ番目の検知コイル１２ｉには１〜（ｉ−１）、
（ｉ＋１）〜ｎ番目の検知コイルに流れる各試験
周波数の励磁電流による誘導電圧が生じる。これ
をバンドパスフイルタ１６ｉによつて取除くこと
により、試験周波数fiの成分についての位相検波
を行なうことが可能となり、検波出力Xi、Yi（ｉ
＝１、２、…ｎ）を得る。これを各々増幅器１８
X1，１８Y1〜１８Xo，１８Yoにより予め求めら
れた比例定数倍してKiXi、liYiを得た後、加減
算器１９により線形演算を行ないＡ＝o 〓i=1 （kiXi
＋liYi）を求める。なお、 ki、liは標準サンプルより予め求めた比例定数
である。加減算器１９で求めた演算結果は、ペン
レコーダ等の表示器２０に波形表示される。
は、各試験周波数f1、f2〜fnの発振器１４1，１４
２〜１４ｎ、その各試験周波数f1、f2、〜fn毎に検
知コイル１２1，１２2〜１２ｎのバランスをとる
ブリツジ回路１５1，１５2〜１５ｎ、各試験周波
数f1、f2、〜fnのみを通すバンドパスフイルタ１
６1，１６2〜１６ｎ、及び位相検波器１７1，１
７2〜１７ｎを備えて成る。各検知コイル１２1，
１２2，１２ｎを同一ボビンに巻付けておけば、
コイルを移動させた際にも、被検材１１と各検知
コイル１２1，１２2〜１２ｎとの間の距離の変化
等の配置パラメータを同一にできるが、各試験周
波数の励磁電流で同時に各検知コイル１２1，１
２2〜１２ｎを駆動した時に、検知コイル１２1，
１２2〜１２ｎ間で相互インダクタンスが生じ、
ｉ番目の検知コイル１２ｉには１〜（ｉ−１）、
（ｉ＋１）〜ｎ番目の検知コイルに流れる各試験
周波数の励磁電流による誘導電圧が生じる。これ
をバンドパスフイルタ１６ｉによつて取除くこと
により、試験周波数fiの成分についての位相検波
を行なうことが可能となり、検波出力Xi、Yi（ｉ
＝１、２、…ｎ）を得る。これを各々増幅器１８
X1，１８Y1〜１８Xo，１８Yoにより予め求めら
れた比例定数倍してKiXi、liYiを得た後、加減
算器１９により線形演算を行ないＡ＝o 〓i=1 （kiXi
＋liYi）を求める。なお、 ki、liは標準サンプルより予め求めた比例定数
である。加減算器１９で求めた演算結果は、ペン
レコーダ等の表示器２０に波形表示される。
上記実施例において、各ブリツジ回路１５ｉの
出力は、バンドパスフイルタ１６ｉ、位相検波器
１７ｉを通す代わりに、第６図に示すように発振
器１４ｉが出力する正弦波信号sin2πfit、余弦波
信号cos2πfitと共に相関器２１に入力することに
より、同様の機能を得ることができる。なお相関
器２１は乗算器２２Xi，２２Yi及び積分器２３
Xi，２３Yiを有する。
出力は、バンドパスフイルタ１６ｉ、位相検波器
１７ｉを通す代わりに、第６図に示すように発振
器１４ｉが出力する正弦波信号sin2πfit、余弦波
信号cos2πfitと共に相関器２１に入力することに
より、同様の機能を得ることができる。なお相関
器２１は乗算器２２Xi，２２Yi及び積分器２３
Xi，２３Yiを有する。
次に本発明方法を実現する他の実施例を第７図
に示す。これは、各試験周波数f1、f2…fn毎に設
けられた複数個の検知コイル１２1，１２2〜１２
ｎに対して１台の周波数可変型の渦流探傷器２４
を備え、切換タイミング発生器２５からのタイミ
ングパルスによつて周波数可変発振器１４の発振
周波数を順次切換えて行き、それに従つて信号切
換器２６により所定の検知コイル１２1，１２2〜
１２ｎにそれに対応する試験周波数f1、f2、…fn
を振り分けるようにしたものである。従つて、一
定時間間隔毎に順次異なる試験周波数f1、f2、…
fnに関しての位相検波出力が得られ、これを順次
サンプルホールド器２７X1，２７Y1，２７X2，
２７Y2〜２７Xo，２７Yoでサンプルホールドす
ることにより、各試験周波数の検波出力X1、Y1、
…Xo、Yoを得る。このサンプルホールド以降は
前述と同様である。なお渦流探傷器２４は発振器
１４、ブリツジ回路１５及び位相検波器１６を備
えて成る。
に示す。これは、各試験周波数f1、f2…fn毎に設
けられた複数個の検知コイル１２1，１２2〜１２
ｎに対して１台の周波数可変型の渦流探傷器２４
を備え、切換タイミング発生器２５からのタイミ
ングパルスによつて周波数可変発振器１４の発振
周波数を順次切換えて行き、それに従つて信号切
換器２６により所定の検知コイル１２1，１２2〜
１２ｎにそれに対応する試験周波数f1、f2、…fn
を振り分けるようにしたものである。従つて、一
定時間間隔毎に順次異なる試験周波数f1、f2、…
fnに関しての位相検波出力が得られ、これを順次
サンプルホールド器２７X1，２７Y1，２７X2，
２７Y2〜２７Xo，２７Yoでサンプルホールドす
ることにより、各試験周波数の検波出力X1、Y1、
…Xo、Yoを得る。このサンプルホールド以降は
前述と同様である。なお渦流探傷器２４は発振器
１４、ブリツジ回路１５及び位相検波器１６を備
えて成る。
次に本発明を熱交換器単材の供用期間中検査に
適用した例について述べる。
適用した例について述べる。
被検材 …熱交換器 銅合金管 外径25.4mm
肉厚1.5mm 検出対象 …対面縦疵（人工欠陥、幅0.1mm
深さ0.3mm 長さ100mm） 雑音要因 …内面腐食 試験周波数…20KHz 100KHz 検知コイル…内挿形 自己比較 複数コイル
100KHzコイル（長さ54mm）の
外周に20KHzコイル（長さ50
mm）を同心状に巻回する。
肉厚1.5mm 検出対象 …対面縦疵（人工欠陥、幅0.1mm
深さ0.3mm 長さ100mm） 雑音要因 …内面腐食 試験周波数…20KHz 100KHz 検知コイル…内挿形 自己比較 複数コイル
100KHzコイル（長さ54mm）の
外周に20KHzコイル（長さ50
mm）を同心状に巻回する。
探傷器は、第８図に示すように20KHz用と
100KHz用との単一周波渦流探傷器１３ａ，１３
ｂを夫々使用する。この場合、例えば20KHz側の
検知コイル１２ａには、同居する100KHz側の検
知コイル１２ｂから相互インダクタンスによつて
100KHz成分が誘導されるので、ブリツジ出力信
号を20KHzバンドパスフイルタ１６ａに通して
100KHz成分を除去し、20KHz成分の変化した振
幅、位相を各々増幅器２８ａ及び移相器２９ａに
より調整し、位相検波器１６ａに入力する。
100KHz側も同様である。位相検波出力の内、こ
こではY20、Y100を用いて、k20Y20＋k100Y100の
演算を加減算器１９により行ない、その結果をペ
ンレコーダ等の表示器２０に入力して演算波形を
表示する。
100KHz用との単一周波渦流探傷器１３ａ，１３
ｂを夫々使用する。この場合、例えば20KHz側の
検知コイル１２ａには、同居する100KHz側の検
知コイル１２ｂから相互インダクタンスによつて
100KHz成分が誘導されるので、ブリツジ出力信
号を20KHzバンドパスフイルタ１６ａに通して
100KHz成分を除去し、20KHz成分の変化した振
幅、位相を各々増幅器２８ａ及び移相器２９ａに
より調整し、位相検波器１６ａに入力する。
100KHz側も同様である。位相検波出力の内、こ
こではY20、Y100を用いて、k20Y20＋k100Y100の
演算を加減算器１９により行ない、その結果をペ
ンレコーダ等の表示器２０に入力して演算波形を
表示する。
20KHz、100KHzの各々の探傷器１３ａ，１３
ｂの位相を検知コイル１２ａ，１２ｂのガタ成分
が水平になるように調整することによつて、各々
のＹ信号にはガタ成分は含まれなくなる。そこ
で、各々のＹ信号（Y20、Y100）を観察すると、
第９図にも示すように20KHzのＹ信号ａにも
100KHzのＹ信号ｂにも内面腐食による大きな変
動が見られ、外面の人工欠陥は20KHzのＹ信号ａ
中にも埋もれている。従つて、k20Y20＋K100Y100
（k20、k100は予め求める定数）を演算すると、一
番上の信号ｃのように人工欠陥部ｄが現出する。
ｂの位相を検知コイル１２ａ，１２ｂのガタ成分
が水平になるように調整することによつて、各々
のＹ信号にはガタ成分は含まれなくなる。そこ
で、各々のＹ信号（Y20、Y100）を観察すると、
第９図にも示すように20KHzのＹ信号ａにも
100KHzのＹ信号ｂにも内面腐食による大きな変
動が見られ、外面の人工欠陥は20KHzのＹ信号ａ
中にも埋もれている。従つて、k20Y20＋K100Y100
（k20、k100は予め求める定数）を演算すると、一
番上の信号ｃのように人工欠陥部ｄが現出する。
一方、従来の２周波渦流法のようにミキシング
方式等にて単一コイルにより同様の解析を行なつ
た場合、本発明のように100KHzの検知コイル１
２ｂを20KHzの検知コイル１２ａより若干長くす
ることが原理的にできないため、第１０図に示す
ように100KHzのＹ信号ｂは腐食成分の感じ方が
20KHzのＹ信号ａと異なつている。腐食成分によ
る寄与は、本来、非常に大きいため、信号波形の
傾きの大きい部分での信号幅の若干の差が、演算
の結果、大きな疑似信号を生じて終うことにな
る。
方式等にて単一コイルにより同様の解析を行なつ
た場合、本発明のように100KHzの検知コイル１
２ｂを20KHzの検知コイル１２ａより若干長くす
ることが原理的にできないため、第１０図に示す
ように100KHzのＹ信号ｂは腐食成分の感じ方が
20KHzのＹ信号ａと異なつている。腐食成分によ
る寄与は、本来、非常に大きいため、信号波形の
傾きの大きい部分での信号幅の若干の差が、演算
の結果、大きな疑似信号を生じて終うことにな
る。
第１１図は本発明による別の解析例を示す。こ
の例は、幅0.1mm、深さ0.5mm、長さ100mmの人工
欠陥を含むサンプルについてのものである。
の例は、幅0.1mm、深さ0.5mm、長さ100mmの人工
欠陥を含むサンプルについてのものである。
例えば、第１２図に示すように無欠陥のステン
レス製管材３０の内周面に深さ0.5mmのスリツト
３１を形成し、これを、除去すべき内面腐食とし
て内挿型標準比較法で探傷する場合、ステンレス
は比抵抗70μΩ・cmの非磁性体であるため、その
時の渦電流の浸透深さδは、次のようになる。
レス製管材３０の内周面に深さ0.5mmのスリツト
３１を形成し、これを、除去すべき内面腐食とし
て内挿型標準比較法で探傷する場合、ステンレス
は比抵抗70μΩ・cmの非磁性体であるため、その
時の渦電流の浸透深さδは、次のようになる。
ｆ＝5KHzの時 δ＝6.0mm
ｆ＝10KHzの時 δ＝4.2mm
ｆ＝100KHzの時 δ＝1.3mm
従つて、外面疵を検出するために5KHzを採用
し、内面雑音を除去するために100KHzを採用し
て、これらを組合せれば良い。
し、内面雑音を除去するために100KHzを採用し
て、これらを組合せれば良い。
試験周波数5KHzと100KHzでスリツト３１を探
傷した時の信号波形は、第１３図Ａ，Ｂに示す通
りである。但し、コイル長は30mmで同一である。
これより判るように、周波数比が大きくなつてく
ると、信号巾がかなり異なり、高周波側で狭くな
る。そこで、高周波側のコイル長を低周波側に比
べて若干長くすると、同図ｃに示すようになり、
低周波側の信号巾と合わせることができる。この
場合、100KHz側を５mm長くすれば良い。
傷した時の信号波形は、第１３図Ａ，Ｂに示す通
りである。但し、コイル長は30mmで同一である。
これより判るように、周波数比が大きくなつてく
ると、信号巾がかなり異なり、高周波側で狭くな
る。そこで、高周波側のコイル長を低周波側に比
べて若干長くすると、同図ｃに示すようになり、
低周波側の信号巾と合わせることができる。この
場合、100KHz側を５mm長くすれば良い。
以上実施例に詳述したように本発明方法では、
異なる試験周波数の励磁電流が印加される検知コ
イルを該各励磁電流に対応して複数個用い、該各
励磁電流によつて被検材の表面に発生する各渦電
流の応答範囲が略等しくなるように、各試験周波
数に応じて各検知コイルのコイル長、コイル径、
巻数等の条件を定めておき、探傷時に、各検知コ
イルに該検知コイルに対応する各励磁電流を夫々
印加し、該各検知コイルに接続された単一周波数
探傷器からの出力の差を求め、この異なる試験周
波数間での雑音要因を除去するので、本来、Ｓ／
Ｎの改善等の効果をもたらすべき演算によつて疑
似信号が発生することはなく、探傷精度の向上が
可能である。
異なる試験周波数の励磁電流が印加される検知コ
イルを該各励磁電流に対応して複数個用い、該各
励磁電流によつて被検材の表面に発生する各渦電
流の応答範囲が略等しくなるように、各試験周波
数に応じて各検知コイルのコイル長、コイル径、
巻数等の条件を定めておき、探傷時に、各検知コ
イルに該検知コイルに対応する各励磁電流を夫々
印加し、該各検知コイルに接続された単一周波数
探傷器からの出力の差を求め、この異なる試験周
波数間での雑音要因を除去するので、本来、Ｓ／
Ｎの改善等の効果をもたらすべき演算によつて疑
似信号が発生することはなく、探傷精度の向上が
可能である。
本発明装置では、異なる試験周波数の励磁電流
が別々に印加され、かつ該励磁電流によつて被検
材の表面に発生する渦電流の応答範囲が略等しく
なるように、各試験周波数に応じてコイル長、コ
イル径、巻数等の条件が定められた検知コイルを
各励磁電流に対応して複数個設けると共に、各検
知コイルに接続された複数個の単一周波数探傷器
と、該各探傷器からの位相検波出力の差を求める
解析手段と、該解析手段からの解析結果を表示す
る表示手段とを備え、前記各探傷器には各検知コ
イルに対応する特定の試験周波数のみ通過させる
バンドパスフイルタ又は試験周波数毎の相関器を
設け異なる各試験周波数に対応して複数個の検知
コイルを備えているので、各試験周波数毎に最適
のコイル設計が可能であり、高感度の探傷が可能
である。また検知コイルが複数固であるため、ブ
リツジ回路も独立して複数個設けることができ、
各試験周波数毎に独立してバランスをとることが
できる。しかも、任意の試験周波数を組合せても
バランスが可能であるから、任意深さでの探傷が
可能である。
が別々に印加され、かつ該励磁電流によつて被検
材の表面に発生する渦電流の応答範囲が略等しく
なるように、各試験周波数に応じてコイル長、コ
イル径、巻数等の条件が定められた検知コイルを
各励磁電流に対応して複数個設けると共に、各検
知コイルに接続された複数個の単一周波数探傷器
と、該各探傷器からの位相検波出力の差を求める
解析手段と、該解析手段からの解析結果を表示す
る表示手段とを備え、前記各探傷器には各検知コ
イルに対応する特定の試験周波数のみ通過させる
バンドパスフイルタ又は試験周波数毎の相関器を
設け異なる各試験周波数に対応して複数個の検知
コイルを備えているので、各試験周波数毎に最適
のコイル設計が可能であり、高感度の探傷が可能
である。また検知コイルが複数固であるため、ブ
リツジ回路も独立して複数個設けることができ、
各試験周波数毎に独立してバランスをとることが
できる。しかも、任意の試験周波数を組合せても
バランスが可能であるから、任意深さでの探傷が
可能である。
第１図及び第２図は従来例を示すブロツク図、
第３図は同説明図、第４図は同波形図、第５図は
本発明の一実施例を示すブロツク図、第６図及び
第７図は他の実施例を示すブロツク図、第８図は
本発明の適用例を示すブロツク図、第９図及び第
１１図は本発明の信号解析例を示す図、第１０図
は従来の信号解析例を示す図、第１２図は実験用
の説明図、第１３図はその波形図である。 １１…被検材、１２…検知コイル、１３…単一
周波渦流探傷器、１４…発振器、１５…ブリツジ
回路、１６…位相検波器、１９…加減算器、２０
…表示器、２１…相関器、２６…信号切換器。
第３図は同説明図、第４図は同波形図、第５図は
本発明の一実施例を示すブロツク図、第６図及び
第７図は他の実施例を示すブロツク図、第８図は
本発明の適用例を示すブロツク図、第９図及び第
１１図は本発明の信号解析例を示す図、第１０図
は従来の信号解析例を示す図、第１２図は実験用
の説明図、第１３図はその波形図である。 １１…被検材、１２…検知コイル、１３…単一
周波渦流探傷器、１４…発振器、１５…ブリツジ
回路、１６…位相検波器、１９…加減算器、２０
…表示器、２１…相関器、２６…信号切換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 検知コイルに複数種類の異なる試験周波数の
励磁電流を印加し、被検材に渦電流を夫々発生さ
せて欠陥を検出する多重周波数渦流探傷法におい
て、異なる試験周波数の励磁電流が印加される検
知コイルを該各励磁電流に対応して複数個用い、
該各励磁電流によつて被検材の表面に発生する各
渦電流の応答範囲が略等しくなるように、各試験
周波数に応じて各検知コイルのコイル長、コイル
径、巻数等の条件を定めておき、探傷時に、各検
知コイルに該各検知コイルに対応する励磁電流を
夫々印加し、該各検知コイルに接続された単一周
波数探傷器からの出力の差を求め、異なる試験周
波数間での雑音要因を除去することを特徴とする
複数コイル方式による多重周波数渦流探傷法。 ２ 検知コイルに複数種類の異なる試験周波数の
励磁電流を印加し、被検材に渦電流を夫々発生さ
せて欠陥を検出する多重周波数渦流探傷装置にお
いて、異なる試験周波数の励磁電流が別々に印加
され、かつ該励磁電流によつて被検材の表面に発
生する渦電流の応答範囲が略等しくなるように、
各試験周波数に応じてコイル長、コイル径、巻数
等の条件が定められた検知コイルを各励磁電流に
対応して複数個設けると共に、各検知コイルに接
続された複数個の単一周波数探傷器と、該各探傷
器からの位相検波出力の差を求める解析手段と、
該解析手段からの解析結果を表示する表示手段と
を備え、前記各探傷器には各検知コイルに対応す
る特定の試験周波数のみ通過させるバンドパスフ
イルタ又は試験周波数毎の相関器を設けたことを
特徴とする多重周波数渦流探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56091156A JPS5817353A (ja) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | 複数コイル方式による多重周波数渦流探傷法及び多重周波数渦流探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56091156A JPS5817353A (ja) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | 複数コイル方式による多重周波数渦流探傷法及び多重周波数渦流探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5817353A JPS5817353A (ja) | 1983-02-01 |
| JPS6314905B2 true JPS6314905B2 (ja) | 1988-04-02 |
Family
ID=14018642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56091156A Granted JPS5817353A (ja) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | 複数コイル方式による多重周波数渦流探傷法及び多重周波数渦流探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817353A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131287A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Japan Science & Technology Corp | 磁気計測による探傷方法及び装置 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59108955A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-23 | Nippon Steel Corp | マルチプロ−ブコイルマルチ周波数渦流探傷装置 |
| JPS59166857A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Nippon Steel Corp | マルチプロ−ブ、マルチ周波数渦流探傷装置の信号処理回路 |
| JPS59176664A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多重周波数渦電流探傷分析装置 |
| JPS6273158A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-03 | Daizaburo Iwasaki | 渦流探傷試験における信号処理方法およびその装置 |
| SE451886B (sv) * | 1986-10-10 | 1987-11-02 | Sten Linder | Sett och anordning for beroringsfri metning av storheter hos eller i anslutning till elektriskt ledande material |
| JPH0348152A (ja) * | 1989-04-17 | 1991-03-01 | Idemitsu Eng Co Ltd | 渦流探傷検査法および渦流探傷検査用基準試料の製作方法 |
| US5068608A (en) * | 1989-10-30 | 1991-11-26 | Westinghouse Electric Corp. | Multiple coil eddy current probe system and method for determining the length of a discontinuity |
| US5049817A (en) * | 1990-06-08 | 1991-09-17 | Atomic Energy Of Canada Limited | Eddy current probe, incorporating multi-bracelets of different pancake coil diameters, for detecting internal defects in ferromagnetic tubes |
| US11710489B2 (en) | 2004-06-14 | 2023-07-25 | Wanda Papadimitriou | Autonomous material evaluation system and method |
| US11680867B2 (en) | 2004-06-14 | 2023-06-20 | Wanda Papadimitriou | Stress engineering assessment of risers and riser strings |
| FR2904693B1 (fr) * | 2006-08-03 | 2008-10-24 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de controle par courants de foucault a fonctions emission/reception separees d'une piece electriquement conductrice |
| CN107422028B (zh) * | 2017-04-20 | 2021-01-05 | 北京昊鹏智能技术有限公司 | 分布式结构健康监测系统及方法 |
-
1981
- 1981-06-12 JP JP56091156A patent/JPS5817353A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131287A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Japan Science & Technology Corp | 磁気計測による探傷方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5817353A (ja) | 1983-02-01 |
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