(57)【要約】【課題】超音波探傷試験法の問題点を解消でき、かつ高い検出感度で炭素繊維強化プラスチックの層間はく離を検出することができる層間はく離検出装置と方法を提供する。【解決手段】第１軸心Ａ１を有する励磁コイル１２と、第２軸心Ａ２を有する検出コイル１４と、を準備する。第１軸心Ａ１に対し第２軸心Ａ２を平行に位置決めして励磁コイル１２と検出コイル１４を保持し、かつ炭素繊維強化プラスチック板１の表面２に対し第１軸心Ａ１と第２軸心Ａ２を含む平面を平行に位置決めする。励磁コイル１２に励磁交流電圧Ｖｉｎを印加して検出コイル１４に発生する発生交流電圧Ｖｏｕｔを検出する。表面２における発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の分布を検出し、ＲＭＳ値の特異箇所から層間はく離を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸心を有する励磁コイルと、第２軸心を有する検出コイルと、
前記第１軸心に対し前記第２軸心を平行に位置決めして前記励磁コイルと前記検出コイルを保持し、かつ炭素繊維強化プラスチック板の表面に対し前記第１軸心と前記第２軸心を含む平面を平行に位置決めする渦電流プローブと、
前記励磁コイルに励磁交流電圧を印加して前記検出コイルに発生する発生交流電圧を検出する発生電圧検出装置と、を備えた層間はく離検出装置。
【請求項２】
前記渦電流プローブは、前記励磁コイルと前記検出コイルの軸間距離を変更するコイル間隔調整装置を有する、請求項１に記載の層間はく離検出装置。
【請求項３】
前記励磁コイルから異なる軸間距離を有する複数の前記検出コイルを備える、請求項１に記載の層間はく離検出装置。
【請求項４】
前記励磁コイル又は前記検出コイルは、正方形タンジェンシャルコイルである、請求項１に記載の層間はく離検出装置。
【請求項５】
第１軸心を有する励磁コイルと、第２軸心を有する検出コイルと、を準備し、
前記第１軸心に対し前記第２軸心を平行に位置決めして前記励磁コイルと前記検出コイルを保持し、かつ炭素繊維強化プラスチック板の表面に対し前記第１軸心と前記第２軸心を含む平面を平行に位置決めし、
前記励磁コイルに励磁交流電圧を印加して前記検出コイルに発生する発生交流電圧を検出する、層間はく離検出方法。
【請求項６】
前記励磁コイルと前記検出コイルを軸間距離を保持したまま移動して、前記表面における前記発生交流電圧のＲＭＳ値の分布を検出し、
前記ＲＭＳ値の特異箇所から層間はく離を検出する、請求項５に記載の層間はく離検出方法。
【請求項７】
前記炭素繊維強化プラスチック板の積層構成に応じて、前記励磁コイルと前記検出コイルの軸間距離を変更する、請求項５に記載の層間はく離検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化プラスチックの層間はく離検出装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は軽量かつ高強度，高剛性を有する材料である。そのため、ＣＦＲＰは、自動車，航空宇宙機器などの構造材料として広く用いられている。
しかし、ＣＦＲＰは、衝撃などにより層間はく離が発生する。層間はく離は、目視による判別が困難であり非破壊検査により検出する必要がある。
【０００３】
ＣＦＲＰの非破壊検査手段として、超音波探傷試験の基本的な試験法である垂直探傷法が、層間はく離の検出に広く適用されている。
垂直探傷法は、ＣＦＲＰ表面に塗布した水やゲルなどの接触媒質（カプラント）を介して超音波を材料中に入射し、はく離箇所からの反射波を測定することで層間はく離を検出する。また、反射波の強度分布を表示したＣスキャン画像からはく離を可視化することができる。
しかし、垂直探傷法には、以下の問題点があった。
（１）ＣＦＲＰ表面に塗布する接触媒質が不可欠である。（２）接触媒質の後処理（乾燥、ふき取り）が必要となる。（３）ＣＦＲＰを水没させて検査する際に大型の水槽が必要になる。（４）ＣＦＲＰの表面近傍のはく離箇所の検出が困難である。（５）薄板のＣＦＲＰへの適用が困難である。
【０００４】
そこで、これらの問題点のない渦電流を用いた検査手段（渦電流探傷試験法）の適用が要望されていた。渦電流探傷試験法は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１の「炭素繊維強化プラスチックの剥離欠陥検査方法」は、繊維方向が異なる隣接するＣＦＲＰのプライ間の剥離欠陥を、各プライの繊維方向に電流を流しプライ間の繊維の接触度合の差異に基づくインピーダンス変化により検出する、ものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７２８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の検査方法の場合、渦電流センサの信号が健全部でも大きくばらつき、層間はく離部が健全部と判別しにくい問題点があった。
【０００８】
ＣＦＲＰに対する渦電流探傷試験において健全部でも信号変化が生じるのはＣＦＲＰ内の導電性のばらつきのためである。ＣＦＲＰ単層の導電率は繊維方向，繊維直交方向，厚さ方向の３方向の導電率により記述される。繊維方向の導電率は比較的ばらつきが小さいものの、繊維直交方向および厚さ方向の導電率は繊維の接触状態によって変化するためばらつきが大きい。ＣＦＲＰ内の渦電流分布は繊維方向の導電率だけでなく、繊維直交方向と厚さ方向の導電率にも影響を受けるため、健全部においても信号が大きくばらつくことになる。
【０００９】
そのため、ＣＦＲＰの層間はく離を検出するために、層間はく離の検出感度に優れた試験手段が強く求められていた。
【００１０】
本発明は上述した要望を満たすために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、超音波探傷試験法の問題点を解消でき、かつ高い検出感度で炭素繊維強化プラスチックの層間はく離を検出することができる層間はく離検出装置と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、第１軸心を有する励磁コイルと、第２軸心を有する検出コイルと、
前記第１軸心に対し前記第２軸心を平行に位置決めして前記励磁コイルと前記検出コイルを保持し、かつ炭素繊維強化プラスチック板の表面に対し前記第１軸心と前記第２軸心を含む平面を平行に位置決めする渦電流プローブと、
前記励磁コイルに励磁交流電圧を印加して前記検出コイルに発生する発生交流電圧を検出する発生電圧検出装置と、を備えた層間はく離検出装置が提供される。
【００１２】
また本発明によれば、第１軸心を有する励磁コイルと、第２軸心を有する検出コイルと、を準備し、
前記第１軸心に対し前記第２軸心を平行に位置決めして前記励磁コイルと前記検出コイルを保持し、かつ炭素繊維強化プラスチック板の表面に対し前記第１軸心と前記第２軸心を含む平面を平行に位置決めし、
前記励磁コイルに励磁交流電圧を印加して前記検出コイルに発生する発生交流電圧を検出する、層間はく離検出方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、炭素繊維強化プラスチック板の表面に励磁コイルと検出コイルを位置決めし、励磁コイルに励磁交流電圧を印加して検出コイルに発生する発生交流電圧を検出する。
また、本発明により高い検出感度で炭素繊維強化プラスチック板の層間はく離を検出することができる、ことが後述する実施例により確認された。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による第１実施形態の層間はく離検出装置の全体構成図である。
【図２】本発明による第２実施形態の層間はく離検出装置の全体構成図である。
【図３】本発明による層間はく離検出方法の全体フロー図である。
【図４】解析モデルの説明図である。
【図５】ＣＦＲＰ板における渦電流分布を示す図である。
【図６】はく離部の中心が（１０，０）の位置にある場合の渦電流分布の実数部を示す図である。
【図７】種々の磁界検出位置Ｘｐに対する、はく離部Ｂの中心座標ｘｄと磁界偏差ΔＨｙの関係を示す図である。
【図８】実験方法の概略図である。
【図９】第２試験体に対するｄ＝１７ｍｍ場合の渦電流試験結果である。
【図１０】第１試験体に対するｄ＝１７ｍｍ場合の渦電流試験結果である。
【図１１】ｄ＝１７ｍｍであり、はく離部Ｂが６層目と７層目の間にある場合の検出信号分布を示す図である。
【図１２】第３試験体に対するｄ＝１７ｍｍ場合の渦電流試験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明による第１実施形態の層間はく離検出装置１０の全体構成図である。
この図において、試験体１は、炭素繊維強化プラスチック板（以下、単にＣＦＲＰ板１と呼ぶ）であり、複数のプライ数を有する。
【００１７】
本発明の層間はく離検出装置１０は、励磁コイル１２、検出コイル１４、渦電流プローブ１６、及び発生電圧検出装置１８を備える。
【００１８】
励磁コイル１２は第１軸心Ａ１を有し、検出コイル１４は第２軸心Ａ２を有する。励磁コイル１２と検出コイル１４は、好ましくは正方形タンジェンシャルコイルである。
【００１９】
渦電流プローブ１６は、第１軸心Ａ１に対し第２軸心Ａ２を平行に位置決めして励磁コイル１２と検出コイル１４を保持する。また、渦電流プローブ１６は、ＣＦＲＰ板１の表面２に対し第１軸心Ａ１と第２軸心Ａ２を含む平面を平行に位置決めする。
この場合、励磁コイル１２及び検出コイル１４の外面（この図で下面）とＣＦＲＰ板１の表面２に、一定の隙間（リフトオフｅ）が形成される。リフトオフｅは、後述する実施例では０．５〜１．０ｍｍである。
渦電流プローブ１６は、非導電体（例えば、プラスチック等）であることが好ましい。
【００２０】
発生電圧検出装置１８は、励磁コイル１２に励磁交流電圧Ｖｉｎを印加して検出コイル１４に発生する発生交流電圧Ｖｏｕｔを検出する。
【００２１】
図１において、層間はく離検出装置１０は、さらに画像処理装置２０を備える。画像処理装置２０は、例えばコンピュータ（ＰＣ）であり、入力装置（例えばキーボード）、出力装置（例えばプリンタ、ディスプレイ装置）、記憶装置、及び演算装置を有する。
画像処理装置２０は、ＣＦＲＰ板１の表面２における発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値（ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ：二乗平均平方根）の分布を検出する。また、画像処理装置２０は、ＲＭＳ値の強弱の特異箇所から層間はく離を検出する。
【００２２】
図１において、渦電流プローブ１６は、励磁コイル１２と検出コイル１４の軸間距離ｄを変更するコイル間隔調整装置２２を有する。コイル間隔調整装置２２は、ＣＦＲＰ板１の積層構成（例えばプライ数）に応じて、そのＣＦＲＰ板１に適した軸間距離ｄに変更するために用いる。
この構成により、コイル間隔調整装置２２により、軸間距離ｄを適切に選択することができる。
【００２３】
図２は、本発明による第２実施形態の層間はく離検出装置１０の全体構成図である。
この例では、図１のコイル間隔調整装置２２が省略され、これに代えて励磁コイル１２から異なる軸間距離ｄを有する複数の検出コイル１４を備える。
励磁コイル１２からの３つの検出コイル１４の軸間距離ｄ１，ｄ２，ｄ３は、例えば９，１７，２５ｍｍである。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
この構成により、複数の検出コイル１４から１つを選択することで、軸間距離ｄを適切に選択することができる。
【００２４】
図３は、本発明による層間はく離検出方法の全体フロー図である。
この図において、本発明の層間はく離検出方法は、Ｓ１〜Ｓ５の各ステップ（工程）を有する。
【００２５】
コイル準備ステップＳ１では、第１軸心Ａ１を有する励磁コイル１２と、第２軸心Ａ２を有する検出コイル１４と、を準備する。
位置決めステップＳ２では、第１軸心Ａ１に対し第２軸心Ａ２を平行に位置決めして励磁コイル１２と検出コイル１４を保持し、かつ試験体１（ＣＦＲＰ板１）の表面２に対し第１軸心Ａ１と第２軸心Ａ２を含む平面を平行に位置決めする。
電圧検出ステップＳ３では、励磁コイル１２に交流電圧Ｖｉｎを印加して検出コイル１４に発生する発生交流電圧Ｖｏｕｔを検出する。
【００２６】
さらに分布検出ステップＳ４では、励磁コイル１２と検出コイル１４を軸間距離ｄを保持したまま移動して、試験体１（ＣＦＲＰ板１）の表面２における発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の分布を検出する。
またはく離検出ステップＳ５では、ＲＭＳ値の特異箇所から層間はく離を検出する。
【００２７】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２８】
（有限要素法解析）
ＦＥＭ解析によりＣＦＲＰ板内の電位と渦電流分布，磁界分布を調査し、はく離の存在によるそれらの変化を調査した。
図４は解析モデルの説明図であり、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）は励磁コイル１２の正面図、（Ｃ）は励磁コイル１２の側面図である。
【００２９】
この図は励磁コイル１２（この例で、正方形タンジェンシャルコイル：ｅタイプコイル）がＣＦＲＰ板１の上に配置されたモデルとなっている。ＣＦＲＰ板１のサイズは長さ１００ｍｍ，幅８０ｍｍ，厚さ１．２５ｍｍであり、積層構成は［０／９０］ｓである。励磁コイル１２は内部領域の長さ，幅，高さが５ｍｍであり、ＣＦＲＰ板１の表面中心にリフトオフｅ（＝１ｍｍ）で配置されている。
図中のｘ方向がＣＦＲＰ板１の０°方向，ｙ方向が９０°方向，ｚ方向が厚さ方向を表しており、ｚ＝０はＣＦＲＰ板１の表面２である。この座標系の原点Ｏは表面２の励磁コイル１２の真下である。
本解析ではＣＦＲＰ板１の１層の厚さを０．３ｍｍと仮定した。また層間はく離を模擬する場合は第１層（０°層）と第２層（９０°層）の間に層間はく離があるものとした。
また、励磁コイル１２の中心からｘ方向に検出距離ｐを隔てた点を磁界検出位置Ｘｐと呼ぶ。磁界検出位置Ｘｐの座標は（ｐ，０，０）である。
【００３０】
（はく離が無い場合の電磁場）
図５は、ＣＦＲＰ板１における渦電流分布を示す図である。この図において、（Ａ）は第１層、（Ｂ）は第１層と第２層の層間、（Ｃ）は第２層の、それぞれ複素数平面で励磁電流を基準とした場合の渦電流分布の実数部を表している。
【００３１】
図５（Ａ）（Ｃ）において、図中の点線矢印は電流の方向を示している。渦電流は第１層と第２層では繊維方向の高い導電性により繊維方向に沿って流れ、第１層と第２層の層間において厚さ方向に流れることで全体として“バタフライループ”を描くことがわかる。従って、層間の厚さ方向の導電は渦電流がループを描くのに重要な役割を担っていることがわかる。
【００３２】
図５（Ｂ）において、実線で囲む領域は正の電流、破線で囲む領域は負の電流を示し、それぞれ線の太さで電流量の大きさを示している。
この図において、第１層と第２層の層間を厚さ方向に流れる電流量が大きい箇所（太線領域）は、別途計測した電位が大きい箇所と良く対応しており、電位勾配によって厚さ方向への電流が生じていることがわかる。従って、電位勾配が大きい箇所の近傍に層間はく離がある場合、厚さ方向への電流の流れが妨げられることになる。
【００３３】
（はく離がある場合の電磁場）
はく離を模擬する場合、第１層と第２層の層間のｘ方向，ｙ方向の導電率はゼロであると仮定した。また、はく離部Ｂではｚ方向導電率も０とし、厚さ方向の渦電流の流れが０となるようにした。
その結果、電流は、はく離部Ｂを避けるようにして流れ、その電流量は、はく離の端部において大きくなることがわかった。
【００３４】
図６は、２０ｍｍ×２０ｍｍのはく離部Ｂの中心が（１０，０）の位置にある場合の渦電流分布の実数部を示す図である。この図において、（Ａ）は第１層のｘ方向電流密度、（Ｂ）は第２層のｙ方向電流密度の分布を表している。
図中の斜線部がはく離部Ｂである。また、実線で囲む領域は正の電流密度、破線で囲む領域は負の電流密度を示し、それぞれ線の太さで電流密度の大きさを示している。
この図から、はく離部Ｂを避けて第２層から第１層に電流が流れるために第２層では、はく離部Ｂの外側でｙ方向電流密度が大きくなっていることがわかる。第１層では、はく離部Ｂを避けた渦電流が流れるため、図６（Ａ）の渦電流分布は、はく離部Ｂがある方向に伸長していることがわかる。
【００３５】
磁界検出位置Ｘｐによって、はく離部Ｂによる磁界変化量がどのように変化するかを調査した。磁界を検出する位置を図４の解析モデルに示す磁界検出位置Ｘｐであるとする。はく離部Ｂの中心座標ｘｄを変化させ、磁界検出位置Ｘｐにおける磁界のｙ方向磁界分布Ｈｙを算出した。算出したｙ方向磁界分布Ｈｙとはく離が無い場合のｙ方向磁界分布Ｈｙの差を磁界偏差ΔＨｙと定義する。
【００３６】
図７は種々の磁界検出位置Ｘｐに対する、はく離部Ｂの中心座標ｘｄと磁界偏差ΔＨｙの関係を示す図である。
この図から、磁界偏差ΔＨとはく離部Ｂの中心座標ｘｄの関係は磁界検出位置Ｘｐによって大きく異なる。図７で磁界偏差ΔＨｙが最も大きくなるのは磁界検出位置Ｘｐ＝２０ｍｍではく離部Ｂの中心座標ｘｄ＝１０ｍｍの場合である。すなわち、励磁コイル１２の中心から２０ｍｍ離れた位置の磁界を測定するように検出コイル１４を配置した渦電流センサを用いると、励磁コイル１２と検出コイル１４の間にはく離部Ｂがある場合に大きな信号変化が得られることになる。
【００３７】
検出距離ｐ＝０，１０ｍｍの結果が示すように励磁コイル１２と検出コイル１４が近接して配置されたセンサを用いる場合、磁界偏差ΔＨｙの大きさはより小さく、はく離部Ｂに対する検出感度がより低くなってしまう。
励磁コイル１２と検出コイル１４の軸間距離ｄを大きくし過ぎた場合（例えば、検出距離ｐ＝３５ｍｍ）も磁界偏差ΔＨｙの大きさは小さくなってしまい、はく離部Ｂに対する感度が低下する。以上の結果から、適切な磁界検出位置Ｘｐを選択することで層間はく離に対する検出感度を向上できることが示された。
【００３８】
（実験）
励磁コイル１２と検出コイル１４の軸間距離ｄを変えることで層間はく離の検出感度が変わるかを検証する実験を行った。
【００３９】
図８は、実験方法の概略図である。この図において、（Ａ）は励磁コイル１２及び検出コイル１４の斜視図、（Ｂ）は励磁コイル１２及び検出コイル１４のｙ軸方向から見た側面図である。
試験体１は８層のＣＦＲＰ直交積層板であり、積層構成は［０２／９０２］ｓである。図８（Ｂ）に示すように、０°方向にｘ軸，９０°方向にｙ軸，厚さ方向にｚ軸を定義した。試験体１のサイズは長さ２００ｍｍ，幅２００ｍｍである。この試験体１はプリプレグ（Ｔ７００ＳＣ／２５９２）を積層し、プレス成形により作製した。
【００４０】
はく離部Ｂの大きさの異なる３種の試験体１を準備した。
第１試験体１Ａと第２試験体１Ｂは、それぞれ１０ｍｍ×１０ｍｍ、２０ｍｍ×２０ｍｍのはく離部Ｂを有する。はく離部Ｂは積層板の第２層と第３層の０°−９０°層間に厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを積層時に挿入することで模擬した。このはく離部Ｂは積層板のｘｙ平面内中央に挿入した。
第３試験体１Ｃは、積層板の端部にはく離部Ｂを有する試験片である。この端部のはく離部Ｂは積層板のｙ軸に平行な辺の中央にフィルムを挿入することで模擬した。このはく離部Ｂのサイズは４０ｍｍ×４０ｍｍであり、フィルムは第２層と第３層の間に挿入した。
【００４１】
励磁コイル１２と検出コイル１４はともに内部領域が５ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍの３０回巻きの正方形タンジェンシャルコイルを準備した。これら励磁コイル１２と検出コイル１４からなる渦電流プローブ１６のリフトオフｅは０．５ｍｍとした。励磁コイル１２の中心（第１軸心Ａ１）と検出コイル１４の中心（第２軸心Ａ２）の軸間距離をｄとし、軸間距離ｄ＝９，１７，２５ｍｍの３通りについて実験を行った。
【００４２】
励磁コイル１２には、波形発生器（ＡＦＧ  ３０２１Ｃ，Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ  Ｉｎｃ．）から４ＭＨｚの交流電圧（励磁交流電圧Ｖｉｎ）を印加した。また、検出コイル１４に発生する電圧（発生交流電圧Ｖｏｕｔ）はオシロスコープ（Ｐｉｃｏｓｃｏｐｅ５４４２Ｂ，Ｐｉｃｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）により測定した。ＣＦＲＰ板１のはく離部Ｂの周辺の６３ｍｍ×６３ｍｍの領域を１ｍｍ間隔でスキャンし、発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の分布を取得した。
【００４３】
図９は、第２試験体１Ｂに対するｄ＝１７ｍｍ場合の渦電流試験結果である。
この図は、６３ｍｍ×６３ｍｍの領域における発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の分布を示している。なお、図中の斜線領域はサンプル内のはく離部Ｂである。また、図中の各座標は、検出コイル１４の中心位置に相当する。
また、実線で囲む領域はＲＭＳ値の大きい部分、破線で囲む領域はＲＭＳ値の小さい部分を示し、それぞれ線の太さで大きさを示している。
【００４４】
この図において、はく離部Ｂの周辺で発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の高い箇所が発生している。これは、励磁コイル１２と検出コイル１４の間にはく離部Ｂの中心がある場合に検出磁界の明瞭な増大が見られることを示している。
【００４５】
第２試験体１Ｂに対するｄ＝９ｍｍでは、健全部においても発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値のばらつきが確認されており、はく離箇所を特定することは困難である。ｄ＝２５ｍｍの場合は、ｄ＝１７ｍｍ同様に、はく離部周辺で発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の増大が見られ、健全部における電圧変化と明瞭に区別が可能であった。以上より、励磁コイル１２と検出コイル１４の軸間距離ｄを適切に選択することではく離部Ｂの検出感度を向上可能であることが示された。
【００４６】
図１０は、第１試験体１Ａに対するｄ＝１７ｍｍ場合の渦電流試験結果である。
この図の記載内容は、図９と同じである。
【００４７】
この図は、はく離部Ｂが２層目と３層目の間にある場合の発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の分布である。この図から、はく離部Ｂの近傍で発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値が高い領域を確認することができる。従って、第２試験体１Ｂの試験結果と同様に健全部での検出信号の変動と比較してはく離部Ｂの信号変化は明瞭になっており、層間はく離の検出が可能であることがわかる。
【００４８】
第１試験体１Ａを裏面から検査し、層間はく離が第６層と第７層の間にあるケースについても試験を行った。図１１は、ｄ＝１７ｍｍであり、はく離部Ｂが６層目と７層目の間にある場合の発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値の分布を示す図である。
この図から、はく離部Ｂのみ検出信号が周囲よりも高い値をとっており、はく離の有無を特定可能である。従って、ＣＦＲＰ表面から６層目と７層目の深さにあるはく離も検出可能であることが示された。
【００４９】
図１２は、第３試験体１Ｃに対するｄ＝１７ｍｍ場合の渦電流試験結果である。この図の記載内容は、図９と同じである。
この図から、はく離位置において発生交流電圧ＶｏｕｔのＲＭＳ値が低下した領域が見られ、はく離領域をより明瞭に特定可能である。図１２から、埋没はく離だけでなく端部のはく離部Ｂも渦電流探傷試験により検出可能であることが示された。
【００５０】
本発明では、ＦＥＭ解析によりＣＦＲＰ中の層間はく離の検出に適した渦電流試験法を検討し、実験によりその有効性を検証した。
【００５１】
（１）最初に、励磁コイル１２（タンジェンシャルコイル）によりＣＦＲＰ板１に渦電流を発生させた際の電位分布と渦電流分布を調査した。電位分布の大きさは厚さ方向に変化していることが示され、ＣＦＲＰ板１の層間はく離検出に必要な厚さ方向電流の駆動源を明らかにした。また、繊維方向が互いに直交する層と層の間で厚さ方向に電流が流れることによって、渦電流がループを描くことが明らかになった。
【００５２】
（２）次に、はく離部Ｂがある場合のＣＦＲＰ中の渦電流分布と磁界分布をＦＥＭ解析により調査した。はく離部Ｂがある場合、渦電流ははく離部Ｂを避けるような経路で流れることを示した。これにより、渦電流分布の伸長がはく離部Ｂの周辺で起こり、結果的に磁界分布の伸長も発生することが明らかになった。さらに、励磁コイル１２と検出コイル１４の軸間距離ｄによって層間はく離による磁界変化量が異なることを示した。励磁コイル１２と検出コイル１４の軸間距離ｄが小さい場合、解析とｄ＝９ｍｍの結果から、層間はく離に対する感度が低いが、適切な軸間距離ｄを選択することで検出感度を向上可能であることが判明した。
【００５３】
（３）最後に、層間はく離を有するＣＦＲＰ直交積層板サンプルに対して、タンジェンシャルコイルを用いた渦電流探傷試験を行った。励磁コイル１２と検出コイル１４の軸間距離ｄを様々に変え、適切な軸間距離ｄを選択することで層間はく離に対する検出感度を向上させ、ＣＦＲＰ板１の導電性のばらつきに起因する信号変化と区別可能であることを明らかにした。本発明で検出した最小のはく離サイズは１０ｍｍ×１０ｍｍである。このサイズのはく離が８層の直交積層板の２層目と３層目の間にある場合と、６層目と７層目の間にある場合それぞれについて、はく離による明瞭な検出信号変化を得ることができた。
【００５４】
本発明で示した渦電流探傷試験法により、ＣＦＲＰ板１の層間はく離を検出可能である。
【００５５】
上述した本発明によれば、炭素繊維強化プラスチック板１の表面２に励磁コイル１２と検出コイル１４を位置決めし、励磁コイル１２に励磁交流電圧Ｖｉｎを印加して検出コイル１４に発生する発生交流電圧Ｖｏｕｔを検出する。
また、本発明により高い検出感度で炭素繊維強化プラスチック板１の層間はく離を検出することができる、ことが実施例により確認された。
【００５６】
なお本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ１  第１軸心、Ａ２  第２軸心、Ｂ  はく離部、
ｄ，ｄ１，ｄ２，ｄ３  軸間距離、ｅ  リフトオフ（隙間）、
Ｈｙ  ｙ方向磁界分布、ΔＨｙ  磁界偏差、ｐ  検出距離、
Ｖｉｎ  励磁交流電圧、Ｖｏｕｔ  発生交流電圧、
ｘｄ  中心座標、Ｘｐ  磁界検出位置、
１  試験体（ＣＦＲＰ板）２  表面、
１０  層間はく離検出装置、１２  励磁コイル、１４  検出コイル、
１６  渦電流プローブ、１８  発生電圧検出装置、
２０  画像処理装置（コンピュータ）、２２  コイル間隔調整装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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