(57)【要約】【課題】集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法において、複数箇所の電位差を効率よく測定し、亀裂の性状を容易に把握できるようにする。【解決手段】２つの探触子の組み合わせ（凸部２１１，２１１’の組み合わせ）を、回転体（ローラー部２１）の周方向に沿って当該回転体の周縁から遠心方向に突出させて間隔をおいて複数配置し、回転体の表面に、回転体の回転軸の方向に延出する交流電流が流れる複数の誘導線２１２を、２つの探触子の組み合わせ毎に夫々２つの探触子の近傍を通るように配設し、回転体を、被測定物４０の表面に沿って移動させることにより、２つの探触子の組み合わせを被測定物４０に順次接触させ、誘導線２１２を流れる交流電流によって誘導される電流によって生じる２つの探触子間の電位差を順次測定するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集中誘導型交流電位差法により被測定物の亀裂を探傷する方法において、
２つの探触子の組み合わせを、回転体の周方向に沿って当該回転体の周縁から遠心方向に突出させて間隔をおいて複数配置し、
前記回転体の表面に、前記回転体の回転軸の方向に延出する交流電流が流れる複数の誘導線を、前記２つの探触子の組み合わせ毎に夫々前記２つの探触子の近傍を通るように配設し、
前記回転体を、前記被測定物の表面に沿って移動させることにより、前記２つの探触子の組み合わせを前記被測定物に順次接触させ、前記誘導線を流れる交流電流によって誘導される電流によって生じる前記２つの探触子間の電位差を順次測定するようにする
ことを特徴とする集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法。
【請求項２】
請求項１に記載の集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法であって、
前記回転体はその側面の中央部付近に前記探触子が設けられた略円柱状であり、
前記誘導線を、夫々前記回転体の側面に沿って互いに平行に配設したこと
ことを特徴とする集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法。
【請求項３】
請求項２に記載の集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法であって、
前記探触子の組み合わせを前記回転体の周方向に沿って等間隔で配置したこと
を特徴とする集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法。
【請求項４】
集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法に用いるプローブ体であって、
２つの探触子の組み合わせが、その周方向に沿ってその周縁から遠心方向に突出させて間隔をおいて複数配置された回転体を備え、
前記回転体の表面に、前記回転体の回転軸の方向に延出する交流電流が流れる複数の誘導線が、前記２つの探触子の組み合わせ毎に夫々各前記２つの探触子の近傍を通るように配設されてなる
ことを特徴とするプローブ体。
【請求項５】
請求項４に記載のプローブ体であって、
前記回転体はその側面の中央部付近に前記探触子が設けられた略円柱状であり、
前記誘導線が、夫々前記回転体の側面に沿って互いに平行に配設されていること
を特徴とするプローブ体。
【請求項６】
請求項４に記載のプローブ体であって、
前記回転体に接続され、前記回転体を回転可能に支持する支持部を備える
ことを特徴とするプローブ体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法、及びプローブ体に関し、とくに被測定物における複数箇所の電位差を迅速かつ容易に測定できるようするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備の蒸気タービン車室等の金属製品の表面付近にできた亀裂の深さを測定し探傷する方法として、集中誘導型交流電位差法が知られている。集中誘導型交流電位差法による測定対象となる被測定物の性状は多様であるため、当該方法に用いるプローブ体の構造については、従来から様々な工夫がなされている。
【０００３】
例えば特許文献１には、計測部材が平坦形状であっても曲り形状であっても１つのプローブにて集中誘導型交流電位差法による計測を可能とすべく、所要幅とした先端面の左右両サイドにテーパ面をそれぞれ形成し、先端部側を鋭角となした絶縁材料製のプローブ本体を構成し、プローブ本体の先端面に、背面をラバーで覆った柔軟性部材を左右方向へ延びるように取り付けると共に、柔軟性部材の前面に、誘導ワイヤを左右方向に沿わせて貼り付け、且つ上記プローブ本体の先端部に、平行に配した一対の探触針を、上記ラバー、柔軟性部材、誘導ワイヤを貫通して前方へ突出付勢されるように組み付け、更に、上記プローブ本体の左右のテーパ面と上記ラバーの背面との間に、板ばねを取り付けた構成を有する集中誘導型交流電位差プローブについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２０００−２６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の集中誘導型交流電位差法による測定システムでは、一回の測定操作で取得可能な被測定物の電位は被測定物の一点のみである。このため、亀裂の最深部や断面形状といった被測定物の所定範囲におけるブロードな亀裂の性状を把握しようとする際は、プローブの位置決めと電圧測定という操作を交互に繰り返し手動で行う必要があり、煩雑であった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、被測定物における複数箇所の電位差を迅速かつ容易に測定することが可能な、集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法、及びプローブ体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明のうちの一つは、
集中誘導型交流電位差法により被測定物の亀裂を探傷する方法であって、
２つの探触子の組み合わせを、回転体の周方向に沿って当該回転体の周縁から遠心方向に突出させて間隔をおいて複数配置し、
前記回転体の表面に、前記回転体の回転軸の方向に延出する交流電流が流れる複数の誘導線を、前記２つの探触子の組み合わせ毎に夫々前記２つの探触子の近傍を通るように配設し、
前記回転体を、前記被測定物の表面に沿って移動させることにより、前記２つの探触子の組み合わせを前記被測定物に順次接触させ、前記誘導線を流れる交流電流によって誘導される電流によって生じる前記２つの探触子間の電位差を順次測定するようにする。
【０００８】
本発明によれば、集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷に際し、被測定物における複数箇所の電位差を迅速かつ容易に測定することができる。このため、亀裂の性状を迅速かつ容易に把握することができる。
【０００９】
尚、上記回転体は、例えばその側面の中央部付近に前記探触子が設けられた略円柱状であり、誘導線は夫々回転体の側面に沿って互いに平行に配設するようにする。また探触子の組み合わせは、例えば回転体の側面に周方向に等間隔で配置するようにする。また回転体には、当該回転体を回転可能に支持する支持部を設ける。
【００１０】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の検査装置及び検査システムによれば、集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷に際し、被測定物における複数箇所の電位差を迅速かつ容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プローブ体１０の外観を示す図である。
【図２】プローブ体１０を図１の−Ｚから＋Ｚ方向に眺めた側面図(透視図)である。
【図３】亀裂探傷システム３の一例を示す図である。
【図４】計測装置５０のブロック図である。
【図５】分析装置６０のブロック図である。
【図６】測定電圧を蓄積する際の測定者の操作手順を説明するフローチャートである。
【図７】電圧測定の流れを表すフローチャートである。
【図８】計測装置５０に蓄積されたデータの一例を示す図である。
【図９】基準値（マスターカーブ）の一例を示す図である。
【図１０】分析装置６０が出力する亀裂の性状を示すグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
図１に実施形態として説明する集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷方法に用いるプローブ体１０の外観を示している。また図２にプローブ体１０を図１の−Ｚから＋Ｚ方向に眺めた側面図（透視図）を示している。
【００１４】
図１に示すように、このプローブ体１０は、略円柱状のローラー部２１、当該ローラー部２１の側面の中央部付近に設けられる複数の凸部２１１、２１１’の組み合わせ、及び、凸部２１１、２１１’の組み合わせ毎に設けられ、夫々凸部２１１、２１１’の近傍を通るようにローラー部２１の回転軸方向に互いに平行に配設される複数の誘導線２１２を備えている。
【００１５】
ローラー部２１は、樹脂等の絶縁性の素材を用いて構成されている。上記各凸部２１１、２１１’は、ローラー部２１の側面に当該ローラー部２１の周方向に沿ってその周縁から遠心方向に突出させて所定の間隔をおいて設けられている。各凸部２１１、２１１’は金属等の導電性の素材で構成されている。また各凸部２１１、２１１’は夫々、ローラー部２１を回転軸に沿って回転させた場合に夫々の頂部が同一の軌跡を描くように設けられている。
【００１６】
尚、後述するように、凸部２１１、２１１’の各組み合わせは、夫々集中誘導型交流電位差法による亀裂探傷に用いる２つの探触子（誘導線２１２によって誘導される電流によって生じる電圧を取得するための電極の組み合わせ）として機能する。
【００１７】
図２に示すように、ローラー部２１には、支持部２３（図１では簡略記載）が設けられている。同図に示すように、支持部２３は２つの腕部２３１，２３１’と１つの持手部２３２とを有している。腕部２３１，２３１’の夫々の端部には、ローラー部２１の軸部２１３の両側端部が夫々、ベアリング機構２３３，２３３’を介して回転可能に軸支されている。
【００１８】
各凸部２１１、２１１’のうち一方の凸部２１１の夫々には、ローラー部２１の内部を通るリード線３１が電気的に接続されている。また他方の凸部２１１’の夫々には、ローラー部２１の内部を通るリード線３１’が電気的に接続されている。各リード線３１は、誘導線２１２を流れる交流電流の影響を避けるため、各凸部２１１からローラー部２１の回転軸に垂直に回転軸方向に配線された後、当該回転軸に沿ってローラー部２１の回転軸付近を通ってローラー部２１の一方の端面に導かれている。また各リード線３１’も、各凸部２１１’からローラー部２１の回転軸に垂直に回転軸方向に配線された後、当該回転軸に沿って通ってローラー部２１の他方の端面に導かれている。このように誘導線２１２を流れる交流電流の影響を防ぐため、リード線３１，３１’は誘導線２１２になるべく近接させないように配線されている。
【００１９】
各リード線３１は、ローラー部２１の端面付近で集線され一本のリード線３２に電気的に接続されている。また各リード線３１’は、ローラー部２１の端面付近で集線され一本のリード線３２’に電気的に接続されている。より詳細には、リード線３１とリード線３２はベアリング機構２３３に付設されたブラシ機構２３４を介して電気的に接続されている。またリード線３１’とリード線３２’はベアリング機構２３３’に付設されたブラシ機構２３４’を介して電気的に接続されている。
【００２０】
誘導線２１２には交流電流が供給され、誘導線２１２を流れる交流電流によって被測定物４０の表面に誘導電流を生じさせる。各誘導線２１２は、いずれも金属等の導電性の素材で構成されている。誘導線２１２と凸部２１１、２１１’とは電気的に絶縁されている。各誘導線２１２は、例えば接着することによりローラー部２１に固着されている。尚、誘導線２１２はローラー部２１側面の表面に露出させた状態で配線するようにしてもよいし、ローラー部２１側面の表層に埋設させて配線するようにしてもよい。
【００２１】
図１に示すように、各誘導線２１２は、ローラー部２１の端面において結線されている。各誘導線２１２の両端には、夫々、誘電線２１２に交流電流を供給するリード線４２，４２’の一端がベアリング機構２３３、２３３’に付設されるブラシ機構２３５、２３５’を介して電気的に接続している。後述するようにリード線４２、４２’の他端は計測装置５０に接続される。
【００２２】
＜システム構成＞
図３は以上に説明した構造を有するプローブ体１０を用いて構成した集中誘導型交流電位差法により被測定物４０の亀裂探傷を行う亀裂探傷システム３の一例である。同図に示すように、この亀裂探傷システム３は、前述したプローブ体１０、プローブ体１０から引き出されたリード線３２，３２’が接続される計測装置５０（データロガー）、及び計測装置５０と通信可能に接続する分析装置６０（コンピュータ）を備えている。
【００２３】
同図に示すように、計測装置５０は、リード線３２，３２’が接続される入力端子５１、測定電圧入力制御スイッチ５１１、被測定物４０に入力する交流電圧が出力される交流電圧出力端子５２、交流電圧出力制御スイッチ５２１、及び交流電圧の強弱を調整する閾値電圧調節つまみ５２２を備えている。交流電圧出力端子５２には、集中誘導型交流電位差法による測定時に必要となる交流電圧を被測定物４０に供給するリード線４２，４２’が接続される。
【００２４】
尚、プローブ体１０及び計測装置５０の夫々にデジタル無線通信を行う無線通信モジュールを設け、プローブ体１０から計測装置５０への計測値の伝送を、リード線３２，３２’を用いた有線方式に代え無線方式で行うようにしてもよい。通信方式は、例えば特定小電力無線、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ＩｒＤＡ等を用いる。このようにプローブ体１０から計測装置５０への計測値の伝送を無線方式とすることで、リード線４２，４２’を流れる交流電流の影響を受けにくくなり、有線方式に比べて測定精度を向上させることができる。
【００２５】
図４に計測装置５０のブロック図を示している。同図に示すように、計測装置５０は、演算処理部５４、記憶部５５、電圧増幅部５６、接触判定部５７、交流電流生成部５８、及び通信部５９を備えている。尚、同図に示す各機能は、計測装置５０が備えるハードウエアの機能により、もしくは計測装置５０に備わるＣＰＵが、メモリから各種プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００２６】
同図に示す演算処理部５４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）を用いて構成される。記憶部５５には、演算処理部５４によって実行されるプログラムやデータが格納される。電圧増幅部５６は、入力端子５１から入力される測定電圧を増幅し、増幅した測定電圧を演算処理部５４及び接触判定部５７に入力する。
【００２７】
接触判定部５７は、凸部２１１，２１１’の１つの組み合わせのみ（２つの探触子のみ）が被測定物４０に同時に接触しているか否かを判定し、その結果を示す信号を演算装置５４に入力する。交流電流生成部５８は、集中誘導型交流電位差法による電圧の測定に際し、各誘導線２１２に供給する交流電流を生成する。通信部５９は、分析装置６０との間でデータ通信を行う。
【００２８】
図５に分析装置６０のブロック図を示している。同図に示すように、分析装置６０は、通信部６１、基準値記憶部６２、及び亀裂性状分析部６３を備えている。尚、同図に示す各機能は、分析装置６０が備えるハードウエアの機能により、もしくは分析装置６０に備わるＣＰＵが、メモリから各種プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００２９】
通信部６１は、計測装置５０との間で通信を行う。基準値記憶部６２は、電圧（電位差比）と亀裂深さとの相関関係を予め記憶している。亀裂性状分析部６３は、基準値記憶部６２によって保持されている情報（データ）に基づき亀裂の性状分析に関する処理を行う。
【００３０】
＝計測方法＝
＜測定電圧の蓄積＞
次に、以上に説明した亀裂探傷システム３を用いて行われる被測定物４０の亀裂探傷方法について説明する。
【００３１】
亀裂探傷に際しては、まず測定者がプローブ体１０を操作して探触子間の電圧（２つの探触子（凸部２１１，２１１’の１つの組み合わせ）のみが被測定物４０に接触している場合における凸部２１１，２１１’間の電圧）を測定電圧として計測装置５０に蓄積する。
【００３２】
図６は、図３に示した亀裂探傷システム３を用いて計測装置５０に測定電圧を蓄積する際の手順を説明するフローチャートである。以下、同図とともに測定電圧を計測装置５０に蓄積する手順について説明する。
【００３３】
測定者は、まず計測装置５０の交流電圧出力制御スイッチ５２１をオンにする。すると計測装置５０の交流電圧出力端子５２から誘導線２１２への交流電流の供給が開始される（Ｓ６１１）。
【００３４】
続いて測定者は測定電圧入力制御スイッチ５１１をオンにして電圧測定を開始する（Ｓ６１２）。ここで測定に際し、測定者は、プローブ体１０の支持部２３を持ってプローブ体１０を被測定物４０に押し当てる。そして測定者は、ローラー部２１の表面に設けられている凸部２１１，２１１’の組み合わせ（探触子のペア）を被測定物４０に順次接触させてローラー部２１を回転させつつ、プローブ体１０を被測定物４０の表面に沿って移動させる（Ｓ６１３）。
【００３５】
被測定物４０の表面の測定対象となる所定範囲を移動させた後、測定者はプローブ体１０を被測定物４０から離脱させる（Ｓ６１４）。そして測定電圧入力制御スイッチ５１１及び交流電流出力制御スイッチ５２１を順次オフにする（Ｓ６１５，Ｓ６１６）。計測装置５０への測定電圧の蓄積のための操作は概ね以上のようにして行われる。
【００３６】
次に測定者により以上の操作が行われる際に計測装置５０が行う処理について図７に示すフローチャートとともに説明する。
【００３７】
まずＳ６１２において測定電圧入力制御スイッチ５１１をオンにされると、計測装置５０の演算処理部５４が、内部変数である計測点番号ｎを初期化（ｎ＝０）する（Ｓ７１１）。ここで計測点番号ｎとは、測定電圧を記憶部５５に格納する際にその測定電圧毎に付与される識別子が格納される変数である。
【００３８】
続いて測定者によりプローブ体１０の移動が開始されると（Ｓ６１３）、凸部２１１，２１１’の組み合わせ（探触子のペア）の一つが被測定物４０に接触し、入力端子５１に電圧が入力される。このとき入力される電圧は、当該凸部２１１，２１１’の組み合わせの近傍に設けられている誘導線２１２を流れる誘導電流に起因する電圧である。
【００３９】
入力端子５１に入力された電圧は、電圧増幅部５６によって増幅された後、接触判定部５７、及び演算処理部５４に入力される（Ｓ７１２）。接触判定部５７は、入力された電圧に基づき、探触子（凸部２１１，２１１’）が、被測定物４０に正しく接触しているか否か（２つの探触子のみが被測定物４０に接触しているか否か）を判定する（Ｓ７１３）。
【００４０】
ここで探触子が被測定物４０に正しく接触しているか否かの判定は、例えば電圧増幅部５６から入力される電圧が、予め設定された下限閾値以上であるか否かを判定することにより行う。尚、下限閾値は、例えば計測装置５０が備える閾値電圧調節つまみ５２２を調節することによって適切な値に設定される。
【００４１】
Ｓ７１３において、探触子が被測定物４０に正しく接触していないと判定した場合は（Ｓ７１３：ＮＯ）、Ｓ７１２に戻る。一方、探触子が被測定物４０に正しく接触していると判定した場合には（Ｓ７１３：ＹＥＳ）、接触判定部５７がその旨を演算処理部５５に通知する。
【００４２】
Ｓ７１４では、上記通知を受けた演算処理部５４が電圧増幅部５６から入力された電圧を測定電圧として記憶部５５に格納する。尚、記憶部５５に格納される測定電圧には計測点番号ｎに設定されている値が付与される。Ｓ７１５では、演算処理部５４が計測点番号ｎに１を加える。
【００４３】
Ｓ７１２〜Ｓ７１５の処理は、プローブ体が被測定物４０から離脱（Ｓ６１４）されるまで繰り返される。そしてプローブ体１０の移動（Ｓ６１３）により凸部２１１，２１１’の組み合わせ（探触子のペア）が被測定物４０に順次接触する度に、各測定点に対応した測定電圧が記憶部５５に蓄積されていく。図８に記憶装置５０の記憶部５５に蓄積される測定電圧の一例を示す。
【００４４】
以上に説明したように、本実施形態の亀裂探傷システム３によれば、測定者はプローブ体１０を被測定物４０の表面に沿って移動させるだけで連続して測定電圧を迅速かつ容易に取得することができる。
【００４５】
尚、ローラー部２１の側面に設けられる凸部２１１，２１１’の組み合わせの間隔をローラー部２１の側面にその周方向に沿って等間隔にしておけば、測定者は被測定物４０の表面の所定間隔ごとの測定電圧を容易に取得することができる。
【００４６】
凸部２１１、２１１’の先端を鋭利な形状とすれば、接触時に凸部２１１、２１１’が被測定物４０の表面で滑るのを防ぐことができる。また凸部２１１、２１１’の先端を鋭利な形状とすれば、当該表面が酸化皮膜に覆われている場合でも、凸部２１１、２１１’を被測定物４０に確実に電気的に接続させることができる。
【００４７】
前述した下限閾値は、例えばいずれの探触子も被測定物４０に接触していない場合、１つの探触子のみが接触している場合、３つ以上の探触子が被測定物４０に接触している場合の夫々の場合における電圧を測定することにより決定するようにしてもよい。また下限閾値に加えて上限閾値を設け、入力された電圧が所定の範囲内にあるか否かを判定することにより、探触子が正しく接触しているか否かの判定を行うようにしてもよい。
【００４８】
＜亀裂の性状分析＞
記憶装置５０に蓄積された測定電圧は、通信部５９を介して分析装置６０に随時転送され、分析装置６０において亀裂の性状（亀裂の深さ、亀裂の長さ等）の分析がなされる。分析装置６０の基準値記憶部６２は、探触子から入力される電圧と被測定物４０の亀裂深さの関係を基準値（マスターカーブ）として記憶しており、記憶装置５０から送られてくる測定電圧を、上記基準値と照合して被測定物４０の亀裂の性状を分析する。図９に基準値記憶部６２が記憶している基準値の一例を示す。
【００４９】
分析装置６０の亀裂性状分析部６３は、記憶装置５０から送られてくる測定電圧を、上記基準値と照合して被測定物４０の亀裂の性状を分析する。亀裂性状分析部６３は、例えば各測定電圧から求まる亀裂の深さと、プローブ体１０に設けられている凸部２１１，２１１’の間隔から求まる、測定電圧を取得した部位間の距離との関係をプロットしたグラフを出力（表示又は印刷）する。また亀裂性状分析部６３は、上記プロットに基づき亀裂の深さと距離との関係を示す近似式を求め、例えば図１０に示すグラフを出力する。測定者は、分析装置６０から出力される情報に基づき、亀裂の性状を迅速かつ容易に把握することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施に係る探傷方法について説明してきたが、上記発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００５１】
３  亀裂探傷システム
１０  プローブ体
２１  ローラー
２１１、２１１’  凸部
２１２  誘導線
２１３  ローラー軸
２１４、２１４’  リード線
２３  支持部
２３１、２３１’  腕部
２３２  持手部
２３３、２３３’  ベアリング機構
２３４、２３４’  ブラシ機構
２３５、２３５’  ブラシ機構
３１、３１’  リード線
３２、３２’  リード線
４０  被測定物
４１  誘導電流
４２、４２’  リード線
４３  亀裂
５０  計測装置
５１  入力端子
５１１  測定電圧入力制御スイッチ
５２  交流電流出力端子
５２１  交流電流出力制御スイッチ
５２２  閾値電圧調節つまみ
６０  分析装置
【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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