(57)【要約】【課題】例えばＯＰＧＷのように鋼線などの磁性体部材とアルミニウム管などの非磁性体部材とを束ねてなる管状の検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことを可能とする。【解決手段】磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物１０の外側に、検査対象物１０の周方向に巻き回された出力コイル４と検査対象物１０の軸心方向に対して傾斜する方向の軸の周方向に巻き回された検波コイル５とを有し、これら出力コイル４と検波コイル５とを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物１０についての電気信号の測定を行うようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、前記検査対象物の周方向に出力コイルを巻き回すと共に前記検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の軸の周方向に検波コイルを巻き回し、前記出力コイルと前記検波コイルとを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる電気信号の変動に基づいて少なくとも前記非磁性体部材の損傷を検出することを特徴とする渦電流探傷方法。
【請求項２】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、前記検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の複数の軸の周方向に出力コイルと検波コイルとを別々に巻き回すと共に当該出力コイルと検波コイルとを前記検査対象物の周方向に並べて配置し、前記出力コイルと検波コイルとを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる電気信号の変動に基づいて少なくとも前記非磁性体部材の損傷を検出することを特徴とする渦電流探傷方法。
【請求項３】
前記検波コイルとして、前記軸の方向が相互に異なる複数のコイルを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の渦電流探傷方法。
【請求項４】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、前記検査対象物の周方向に巻き回された出力コイルと前記検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の軸の周方向に巻き回された検波コイルとを有し、前記出力コイルと前記検波コイルとを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行うことを特徴とする渦電流探傷センサ。
【請求項５】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、前記検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の複数の軸の周方向に別々に巻き回されると共に前記検査対象物の周方向に並べて配置された出力コイルと検波コイルとを有し、当該出力コイルと検波コイルとを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行うことを特徴とする渦電流探傷センサ。
【請求項６】
前記検波コイルとして、前記軸の方向が相互に異なる複数のコイルを有することを特徴とする請求項４または５に記載の渦電流探傷センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサに関する。さらに詳述すると、本発明は、管状の検査対象物であって磁性体部材と非磁性体部材とからなる検査対象物におけるき裂等の損傷の検出に用いて好適な渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ複合架空地線（以下、ＯＰＧＷと表記する）においては、敷設からの時間経過に伴い、例えば強風振動による疲労、腐食、あるいは凍結によって、ＯＰＧＷを構成する部材であるアルミニウム管のき裂、貫通孔あるいは割れ等の損傷が発生する場合がある。ここで、例えばＯＰＧＷにおいては通信障害発生の主要因はアルミニウム管の損傷であるところアルミニウム管は撚り線の内部に在って外観からは状態を把握することができないため、ＯＰＧＷ内部における障害起因箇所の事前特定・検知に有効な新しい技術が望まれている。
【０００３】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の損傷を電磁誘導による渦電流を利用して検出する従来の非接触型渦電流探傷方法としては、例えば、図１６に示すように、軸心方向の貫通孔１０１ａが設けられた円筒状のボビン１０１を有する渦電流探傷センサ１００を用い、管状の検査対象物１０４の外側に、当該検査対象物１０４の周方向に出力コイル（励磁用コイルとも呼ばれる）１０２と検波コイル（検出用コイルとも呼ばれる）１０３とを巻き回すと共にこれら出力コイル１０２と検波コイル１０３とを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物１０４についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる電気信号に基づいて検査対象物１０４の損傷の検出を行うものがある（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】小崎明郎：OPGWアルミ管診断への渦電流法の適用性，                            平成20年電気学会 電子・情報・システム部門大会 講演予稿集，                  社団法人日本電気学会，GS3-2，pp.674-679，                                  平成２０年８月．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１の渦電流探傷センサ１００を用いた渦電流探傷方法では、検査対象物１０４の軸心方向の損傷は非常に高い精度で検出することができる一方で、検査対象物１０４の軸心方向に対して傾斜する方向、具体的には軸心方向から±３０度の範囲を超えて傾斜する方向の損傷を検出することは困難であり、特に、軸心方向から９０度傾斜する方向即ち検査対象物の周方向若しくは周方向に近い方向の損傷を検出することはできないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、例えばＯＰＧＷのように鋼線などの磁性体部材とアルミニウム管などの非磁性体部材とを束ねてなる管状の検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことができる渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサ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】
本発明者らは、非接触型の渦電流探傷センサによる管状の検査対象物における損傷の検出精度の向上の検討を行う中で、管状の検査対象物の軸心方向に対して傾斜した軸の周方向に巻き回した検波コイルを備えるようにすることによって検査対象物の軸心方向の損傷の検出に加えて周方向を含む軸心方向に対して傾斜する方向の損傷の検出も可能になることを突き止めた。
【０００８】
請求項１記載の渦電流探傷方法は、前記の発明者独自の新たな知見に基づくものであり、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、検査対象物の周方向に出力コイルを巻き回すと共に検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の軸の周方向に検波コイルを巻き回し、これら出力コイルと検波コイルとを用いて電磁誘導現象（具体的には、電磁誘導に伴って生じる渦電流の性質）を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる電気信号の変動に基づいて少なくとも非磁性体部材の損傷を検出するようにしている。
【０００９】
なお、本発明で利用している電磁誘導現象、具体的には電磁誘導に伴って生じる渦電流の性質は、より具体的には、出力コイルに交流正弦波を与えると検査対象物の軸心方向に生じた磁界を打ち消す起電力が検波コイルに生じるところ、検査対象物に傷のような不連続部が存在する場合には磁束並びに渦電流が変化して検波コイルに生じる起電力に影響を及ぼすことになり、検波コイルにおけるこの起電力の変化を検出することによって検査対象物の損傷を検出することができる。なお、出力側と検波側とで周波数は変化しないが、検査対象物の傷の有無や検査対象物の金属材質に依存して振幅や位相（即ち位相角）は変化する。
【００１０】
また、請求項２記載の渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の複数の軸の周方向に出力コイルと検波コイルとを別々に巻き回すと共に当該出力コイルと検波コイルとを検査対象物の周方向に並べて配置し、これら出力コイルと検波コイルとを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる電気信号の変動に基づいて少なくとも非磁性体部材の損傷を検出するようにしている。
【００１１】
また、請求項４記載の渦電流探傷センサは、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、検査対象物の周方向に巻き回された出力コイルと検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の軸の周方向に巻き回された検波コイルとを有し、これら出力コイルと検波コイルとを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行うようにしている。
【００１２】
また、請求項５記載の渦電流探傷センサは、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に、検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の複数の軸の周方向に別々に巻き回されると共に検査対象物の周方向に並べて配置された出力コイルと検波コイルとを有し、これら出力コイルと検波コイルとを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行うようにしている。
【００１３】
したがって、この渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサによると、少なくとも検波コイルを検査対象物の軸心方向に対して傾斜する方向の軸の周方向に巻き回すようにしているので、検査対象物の軸心方向の損傷の検出に加えて軸心方向に対して傾斜する方向の損傷の検出もすることができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の渦電流探傷方法において、検波コイルとして、軸の方向が相互に異なる複数のコイルを用いるようにしている。さらに、請求項６記載の発明は、請求項４または５に記載の渦電流探傷センサにおいて、検波コイルとして、軸の方向が相互に異なる複数のコイルを有するようにしている。この場合には、検査対象物のあらゆる方向の損傷を更に確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検査対象物の軸心方向の損傷を検出することに加えて軸心方向に対して傾斜する方向の損傷を検出することも可能であるので、例えばＯＰＧＷのような管状の検査対象物であって磁性体部材と非磁性体部材とからなる検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことができ、損傷発生有無の検査の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の渦電流探傷センサの実施形態の一例の正面図である。
【図２】実施形態の渦電流探傷センサの底面図である。
【図３】実施形態の渦電流探傷センサの側面図である。
【図４】実施形態の渦電流探傷センサの各ボビンの溝にコイルを巻いた状態の底面図である。
【図５】本発明の渦電流探傷センサの他の実施形態の一例の底面図である。
【図６】本発明の渦電流探傷センサの更に他の実施形態の一例の側面図である。
【図７】本発明の渦電流探傷センサのまた更に他の実施形態の一例の底面図である。
【図８】実施例において検査対象物として用いたＯＰＧＷの断面図である。
【図９】実施例の従来センサによる損傷の検出結果を示す図である。
【図１０】実施例のコアなしセンサによる損傷の検出結果を示す図である。
【図１１】実施例のフェライトコアセンサによる損傷の検出結果を示す図である。
【図１２】実施例のフェライトコアセンサによって検出されたアルミニウム管に軸心方向の線状き裂を有するＯＰＧＷの渦電流の電気信号の軌跡を示す図である。
【図１３】実施例のフェライトコアセンサによって検出されたアルミニウム管に軸心方向の線状き裂を有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。（Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図１４】実施例のフェライトコアセンサによって検出されたアルミニウム管に周方向の線状き裂を有するＯＰＧＷの渦電流の電気信号の軌跡を示す図である。
【図１５】実施例のフェライトコアセンサによって検出されたアルミニウム管に周方向の線状き裂を有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。（Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図１６】従来の渦電流探傷センサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の構成を図面に示す形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１から図４に、本発明の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサの実施形態の一例を示す。この渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物１０の外側に、検査対象物１０の周方向に出力コイル４を巻き回すと共に検査対象物１０の軸心方向に対して直交する方向の軸の周方向に検波コイル５を巻き回し、これら出力コイル４と検波コイル５とを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物１０についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる電気信号の変動に基づいて少なくとも非磁性体部材の損傷を検出するものである。
【００１９】
また、本実施形態の渦電流探傷センサ１は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物１０の外側に、検査対象物１０の周方向に巻き回された出力コイル４と検査対象物１０の軸心方向に対して直交する方向の軸の周方向に巻き回された検波コイル５とを有し、これら出力コイル４と検波コイル５とを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物１０についての電気信号の測定を行うものである。なお、本実施形態の渦電流探傷センサ１は、接続端子固定基板６と基板固定部材７とを有する。
【００２０】
本発明の渦電流探傷方法の測定原理は電磁誘導現象（具体的には、電磁誘導に伴って生じる渦電流の性質）を利用しており、交流を通じた出力コイルを接近させて検査対象物に渦電流を生じさせて電圧の変化を電気信号（以下においては検出信号とも呼ぶ）を読み取って検査対象物の傷検査等を行う方法である。
【００２１】
この電気信号とは、具体的には、ベクトル式の渦電流探傷装置は相互に位相が９０度異なる二つの同期検波器を一般的に有しており、一方の同期検波器（同期検波器Ｘと呼ぶ）による同期検波出力である電気信号（Ｘ信号と呼ぶ）と他方の同期検波器（同期検波器Ｙと呼ぶ）による同期検波出力である電気信号（Ｙ信号と呼ぶ）とのことである。なお、実際の測定においては、渦電流の微弱な変化を捉えるために傷のない位置では電気信号がゼロになるように相殺する信号を加える。
【００２２】
渦電流のＸ信号とＹ信号とは振幅のＸ，Ｙ成分であり、数式１で定義される。
（数１）  Ｘ信号〔Ｖ〕＝振幅〔Ｖ〕×cosθ，Ｙ信号〔Ｖ〕＝振幅〔Ｖ〕×sinθ
ここで、θ：位相角〔度〕を表す。
【００２３】
なお、上述の渦電流探傷方法についての原理自体は一般的なものであって周知のものであるので（例えば、社団法人日本非破壊検査協会・星川洋編：非破壊検査技術シリーズ  渦流探傷試験1，pp.41-49，2007年３月．）、更に詳細な説明はここでは省略する。
【００２４】
ここで、本発明の渦電流探傷方法の測定原理は表面き裂の検出に用いられるいわゆる直接接触法とは異なる。直接接触法は鉄心の周りにコイルを巻いた渦電流センサの鉄心先端部を検査対象物に接触させた状態でセンサを移動させながら微小な表面欠陥を検出する方法であるのに対し、本発明の渦電流探傷方法は円筒状の空芯コイルの中に検査対象物を挿入して非接触で検出する方法である。なお、非接触法である本発明の渦電流探傷方法によると検査対象物内部の非磁性体部材の損傷を検出することができる。
【００２５】
平行ボビン２は、管状の検査対象物１０を貫通させる貫通孔２ａを軸中心位置に有する円筒状に形成される。すなわち、平行ボビン２の軸心の方向と検査対象物１０の軸心の方向とは平行になる。なお、貫通孔２ａの直径は、渦電流探傷センサ１が電気信号の測定を行う管状の検査対象物１０の外径に合わせて調整される。また、平行ボビン２は例えばポリアセタール等の合成樹脂などの非導電性材料によって形成される。
【００２６】
平行ボビン２は、周壁の外周面に、周方向に一回りする環状の溝２ｂを有する。そして、当該溝２ｂに出力コイル４（図１及び図２においては図示省略）が巻き回される。なお、出力コイル４は平行ボビン２の周方向の溝２ｂに巻き回されるので検査対象物１０の外側に周方向に巻き回されることになる。また、出力コイル４と検査対象物１０とは接触しない。
【００２７】
また、渦電流探傷センサ１は、それぞれの軸心の方向が平行ボビン２の軸心の方向即ち検査対象物１０の軸心の方向と直交する二つの直交ボビン３Ａ，３Ｂを有する。本実施形態では、具体的には、渦電流探傷センサ１は第一の直交ボビン３Ａと第二の直交ボビン３Ｂとを有し、これら直交ボビン３Ａ，３Ｂはそれぞれの軸心が一直線上に位置すると共に平行ボビン２を挟んで対向するように配置され、平行ボビン２の周壁の外周側に設けられた凹部２ｃに取り付けられる。なお、本実施形態では、前述のとおり一直線上に位置する両直交ボビン３Ａ，３Ｂの軸心の方向は平行ボビン２の軸心の方向と直交する。
【００２８】
両直交ボビン３Ａ，３Ｂは、周壁の外周面に、周方向に一回りする環状の溝３ｂをそれぞれ有する。そして、これら直交ボビン３Ａ，３Ｂの溝３ｂには検波コイル５（図２及び図３においては図示省略）が巻き回される。なお、一本の導線が両直交ボビン３Ａ，３Ｂの溝３ｂに亘って巻き回されて検波コイル５を形成する。
【００２９】
さらに、本実施形態では、両直交ボビン３Ａ，３Ｂの軸心位置に貫通孔３ａがそれぞれ形成され、当該貫通孔３ａに円柱形状のコア１５が嵌め合わされる。コア１５は例えばフェライトや軟鉄などの磁性材料で形成される。なお、コア１５の形状は円柱形状に限られるものではなく、円筒形状などであっても構わない。
【００３０】
渦電流探傷センサ１は出力コイル４と検波コイル５とによって渦電流探傷を行う。このため、出力コイル４と検波コイル５との位置関係即ち溝２ｂと溝３ｂとの位置関係は、二つのコイル４，５が相互に渦電流探傷センサとしての出力コイル及び検波コイルとして作動可能な範囲内で設定される。
【００３１】
また、本発明の渦電流探傷センサ１においては、検査対象物１０の外周面と溝２ｂに巻き回した際の出力コイル４との間の間隔並びに検査対象物１０の外周面と溝３ｂに巻き回した際の検波コイル５との間の間隔は狭い方が好ましい。具体的には例えば、検査対象物１０の外周面とコイル４，５との間の間隔は１０ｍｍ未満とすることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ未満とすることであり、さらに、検査対象物１０の外周面と出力コイル４との間の間隔については２ｍｍ未満とすることが最も好ましい。ただし、本発明においては、検査対象物１０と出力コイル４及び検波コイル５とは接触しない。
【００３２】
接続端子固定基板６は、本実施形態では、平行ボビン２の軸心方向長さよりも短い長方形の板状に形成され、長手方向が平行ボビン２の軸心方向と平行になるように配置される。
【００３３】
基板固定部材７は、平行ボビン２の両側端部寄りの位置のそれぞれに取り付けられる。基板固定部材７は二個のΩ形の部材からなり、Ω形の凹部７ａが半円の曲面に形成され、当該凹部７ａの半円の曲面は平行ボビン２の外周面の形状に合わせて形成される。そして、二個で一組のΩ形の部材で平行ボビン２を挟み込むようにして基板固定部材７は平行ボビン２の外周面に取り付けられる。
【００３４】
基板固定部材７は、また、Ω形の凹部７ａの両側方の端部７ｂに貫通孔７ｃを有する。そして、対になる基板固定部材７の凹部７ａを向かい合わせて平行ボビン２を挟むと共に、向かい合った端部７ｂの双方の貫通孔７ｃを貫通するボルト８ａとナット８ｂとによって端部７ｂを締め付けることによって基板固定部材７は平行ボビン２に固定される。
【００３５】
接続端子固定基板６は、長方形の長手方向の両側に貫通孔６ｃを有する。そして、接続端子固定基板６は、基板固定部材７の端部７ｂを締め付けるボルト８ａを貫通孔６ｃを貫通させて基板固定部材７の端部に固定される。すなわち、二個の基板固定部材７を向かい合わせて平行ボビン２を挟む際に、向かい合う両基板固定部材７の端部７ｂの貫通孔７ｃと接続端子固定基板６の貫通孔６ｃとの位置を合わせて両基板固定部材７の間に接続端子固定基板６を挟み、向かい合う基板固定部材７と接続端子固定基板６とが束ねられて固定される。
【００３６】
接続端子固定基板６には、出力コイル４の両端と電気的に接続される接続端子９ａ及び検波コイル５の両端と電気的に接続される接続端子９ｂが取り付けられる。そして、出力コイル４と接続端子９ａ、並びに、検波コイル５と接続端子９ｂとを電気的に接続させるため、接続端子固定基板６には、さらに、出力コイル４の両端を結び付けるための二つで一組の接続孔６ａ及び検波コイル５の両端を結び付けるための二つで一組の接続孔６ｂが設けられると共に、接続孔６ａと接続端子９ａとの間、並びに、接続孔６ｂと接続端子９ｂとの間にリード６ｄが設けられる。
【００３７】
そして、出力コイル４の両端と電気的に接続される接続端子９ａにはＸ信号とＹ信号との表示角度の設定（具体的には、Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で原点中心に所定の角度を回転させて表示する機能のことである。移相器の設定角度ともいう。）が可能な単周波数型渦流探傷装置からの出力側のケーブル（図示省略）が接続され、当該接続端子９ａを介して出力コイル４に対して交流電圧が供給される。
【００３８】
また、検波コイル５の両端と電気的に接続される接続端子９ｂには前記渦流探傷装置からの配線（図示省略）が接続され、出力コイル４に供給される交流電圧によって検査対象物１０に誘起されて検波コイル５によって検知される誘導電圧が当該接続端子９ｂを介して前記渦流探傷装置に検出信号（Ｘ信号とＹ信号）として入力される。なお、本発明における渦流探傷装置としては、一般的な渦流探傷に用いられる装置を用いることができる。また、検出信号は具体的には電圧である（一般的な渦流探傷装置自体は周知のものであるので更に詳細な説明はここでは省略する。例えば、社団法人日本非破壊検査協会・星川洋編：非破壊検査技術シリーズ  渦流探傷試験1，pp.41-49，2007年３月．を参照）。
【００３９】
なお、本発明を用いての検出作業にあたっては、検査対象物１０の内部にある非磁性体部材の損傷部から発生する微弱な信号を周りの磁性体部材からの強い信号により埋もれてしまうことなく分離して検出できるようにするために、検査対象物１０の非磁性体部材に損傷を予め付与した試験片を渦電流探傷センサ１の平行ボビン２の貫通孔２ａに挿入して損傷のない位置で信号をバランスさせた後（すなわち、センサと検査対象物との組み合わせ毎のゼロ設定を行った後）、検査対象物の軸心方向に沿って渦電流探傷センサ１を移動させて損傷に伴う電気信号を得るようにする。
【００４０】
具体的には、まず、Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で非磁性体部材の損傷に伴う検出信号がほぼＹ軸方向にくるように原点を中心として回転すべき表示角度（即ち移相器の設定角度）を求めておく。装置に移相器の表示機能がない場合には、損傷部の検出信号として得られる振幅と位相角とを用いて三角形の底辺（振幅〔Ｖ〕×cosθ，θ：位相角〔度〕）をＸ信号の値（単位はＶ）とし、高さ（振幅〔Ｖ〕×sinθ，θ：位相角〔度〕）をＹ信号の値（単位はＶ）とする角度θを９０度（即ちＹ軸の角度）から差し引くことによって回転すべき表示角度が求まる。
【００４１】
次に、上述のようにして求めた回転すべき表示角度（即ち移相器の設定角度）に設定を行って、さらに、渦電流探傷センサ１の平行ボビン２の貫通孔２ａに管状の検査対象物１０を貫通させた状態で損傷のない位置でバランス（即ち０点設定）させた後、渦電流探傷センサ１を検査対象物１０の軸心方向に移動させながら出力コイル４に供給される交流電圧によって検査対象物１０に誘起される誘導電圧を検波コイル５によって検出する。
【００４２】
そして、鋼等の磁性体部材とアルミ等の非磁性体部材とは位相角が約９０度ずれているので、本発明においては、出力コイル４に供給される交流電圧によって検査対象物１０に誘起されて検波コイル５によって検出される誘導電圧のＸ信号の変動に基づいて検査対象物１０を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物１０を構成する非磁性体部材の損傷を検出する。
【００４３】
具体的には、渦電流探傷センサ１を用いた測定によって得られる電気信号について、Ｘ信号に変動が認められる場合には鋼管などの磁性体部材に損傷が発生していると判断され、Ｙ信号に変動が認められる場合にはアルミニウム管などの非磁性体部材に損傷が発生していると判断される。
【００４４】
なお、検査対象物に損傷が発生していると判断するためのＸ信号の変動の程度は特定の基準に限定されるものではなく、作業者が適宜設定すれば良い。具体的には例えば、検波コイルによって検出される渦電流の電圧が出力コイルに供給する交流電圧の２割を超える変動をした場合には検査対象物に損傷が発生していると判断することなどが考えられる。
【００４５】
以上のように構成された本発明の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサによれば、検査対象物の軸心方向の損傷を検出することに加えて軸心方向に対して傾斜する方向の損傷を検出することも可能であるので、例えばＯＰＧＷのような管状の検査対象物であって磁性体部材と非磁性体部材とからなる検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことができ、損傷発生有無の検査の信頼性の向上を図ることができる。
【００４６】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、渦流探傷装置に備わっている表示角度（即ち移相器の設定角度）を変えて磁性体部材の損傷をＹ信号で評価すると共に非磁性体部材の損傷をＸ信号で評価するようにしても良い。
【００４７】
また、磁性体部材の損傷は検出・評価対象としないで非磁性体部材の損傷のみを検出・評価対象とすれば良い場合においては、Ｘ信号の値やＹ信号の値としてではなく振幅のみで評価するようにしても良い。なお、振幅は数式２によって定義される。すなわち、振幅は、Ｘ信号−Ｙ信号の図において原点からの距離を示している。そして、Ｘ信号が０である場合には、振幅はＹ信号の高さを示している。
（数２）  振幅〔Ｖ〕＝｛(Ｘ信号の値〔Ｖ〕)2＋(Ｙ信号の値〔Ｖ〕)2｝1/2
【００４８】
また、本実施形態では、両直交ボビン３Ａ，３Ｂの軸心位置に貫通孔３ａを形成すると共に当該貫通孔３ａに磁性材料で形成されたコア１５が嵌め合わされるようにしているが、直交ボビン３Ａ，３Ｂに磁性を有するコア１５を嵌め合わせることは本発明において必須の要件ではない。磁性を有するコアを直交ボビンに嵌め合わせることによってこれに巻き回される検波コイルの誘導電圧の検知能力を向上させることが期待できるものの、コアが嵌め合わされていないとしても検波コイルは誘導電圧を検知することが可能である。
【００４９】
また、本実施形態では、二つの直交ボビン３Ａ，３Ｂは平行ボビン２を挟んで即ち検査対象物１０を挟んで正対するように配置されるようにしているが、これに限られず、二つの直交ボビン３Ａ，３Ｂは、検査対象物１０の周方向に並べられて配置されていれば良く、検査対象物１０を挟んで正対する位置関係になくても良い。
【００５０】
また、本実施形態では、第一の直交ボビン３Ａも第二の直交ボビン３Ｂも軸心の方向が平行ボビン２の軸心方向即ち検査対象物１０の軸心方向と直交するように配置されるようにしているが、これに限られず、二つの直交ボビン３Ａ，３Ｂ並びにこれらボビンに巻き回される検波コイルのうちのどちらか一方若しくは両方の軸心方向が検査対象物１０の軸心方向と直交する方向からずれているようにしても良い（図５。なお、図５〜７においては、接続端子固定基板６と基板固定部材７とを図示していない。）。なお、検波コイルを巻き回すボビンを一つだけ設けるようにする場合も、当該ボビンの軸心方向が検査対象物１０の軸心方向に対して直交している必要はない。また、図５に示す形態では直交ボビン３Ｂに巻き回された検波コイル５の軸心方向が検査対象物１０の軸心方向に沿って傾斜するようにしているが、検波コイルの軸心方向の傾斜はこれに限られるものではなく、図６に示すように、検査対象物１０の周方向に沿って傾斜するようにしても良い。尚更に言えば、検波コイルの軸心方向の傾斜は、検査対象物１０の軸心方向や周方向に沿うものである必要はなく、検査対象物１０の軸心方向に対していずれかの方向に傾斜しているものであれば良い。
【００５１】
また、本実施形態では、管状の検査対象物１０の軸心の周方向に巻き回されることになる出力コイル４が巻き回される溝２ｂを有する平行ボビン２に加え、検査対象物１０の軸心方向と直交する方向の軸の周方向に巻き回されることになる検波コイル５が巻き回される溝３ｂをそれぞれ有する二つのボビンであって平行ボビン２を挟んで対向して配置される第一の直交ボビン３Ａと第二の直交ボビン３Ｂとを有するようにしているが、これに限られず、検波コイル５を巻き回すボビンは一つだけでも良いし、三つ以上でも良い。そして、検波コイル５を巻き回すボビンを三つ以上設けるようにする場合には、これらボビン及びこれに巻き回される検波コイルの軸心方向を検査対象物１０の軸心方向に対して傾斜させる角度を全て異なるようにすることが望ましい。検波コイルの軸心方向の傾斜角度を全て異なるようにすることにより、検査対象物１０のあらゆる方向の損傷を検出することができるようになる。なお、検波コイルを巻き回すボビンを三つ以上設けるようにする場合には、これらボビンが検査対象物１０の周方向に並べられて配置されるようにすることが望ましい。
【００５２】
また、本実施形態では、出力コイル４を管状の検査対象物１０の軸心の周方向に巻き回すと共に、検波コイル５を検査対象物１０の軸心方向と直交する方向の軸の周方向に巻き回すようにしているが、これに限られず、出力コイル４と検波コイル５との両方を検査対象物１０の軸心方向に対して傾斜する方向の軸の周方向に巻き回すようにしても良い。具体的には例えば、図７に示すように、本実施形態における平行ボビン２の溝２ｂにはコイルを巻かずに、直交ボビン３Ａ，３Ｂのどちらか一方に出力コイル４を巻き回すと共に他方に検波コイル５を巻き回すようにしても良い。
【実施例１】
【００５３】
本発明の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサを実際のＯＰＧＷの損傷の検出に適用した実施例を図８から図１５を用いて説明する。
【００５４】
本実施例において検査対象物として用いたＯＰＧＷの断面を図８に示す。このＯＰＧＷ１０は、中心部の光ファイバ収納アルミニウム管１１とこの光ファイバ収納アルミニウム管１１を取り囲む八本のアルミ覆鋼線１４とからなる。まお、本実施例で用いたＯＰＧＷ１０は、線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０（６０は避雷用地線としての公称面積６０ｍｍ２を表しており、図８の八本のアルミ覆鋼線１４の総面積に該当する）であり、全体外径は１１．４ｍｍであると共にアルミニウム管１１ａの外径は５ｍｍである。
【００５５】
光ファイバ収納アルミニウム管１１は、外周壁であるアルミニウム管１１ａと、アルミニウム管１１ａ内部に配設される三本の光ファイバユニット１２と、これら三本の光ファイバユニット１２のアルミニウム管１１ａ内部での位置を固定するための三つの溝１３ａを有する溝付きアルミスペーサ１３とからなる。
【００５６】
なお、本実施例の光ファイバユニット１２は、中央の光ファイバとその周囲の六本の光ファイバとを束ねてなるものである。また、アルミ覆鋼線１４は鋼線の周りにアルミを被覆させたものである。
【００５７】
以上のように、本実施例において検査対象物として用いるＯＰＧＷ１０は、磁性体部材と非磁性体部材とからなるものであり、本発明を適用するのに好適なものである。なお、実際のＯＰＧＷの保守点検においては外部からは明確に視認することができない中心部のアルミニウム管１１ａの損傷が特に問題になるので、本発明によればＯＰＧＷ１０のアルミニウム管１１ａの損傷の検出を適確に行うことが可能になることは実際のＯＰＧＷの保守点検に対して非常に有益である。
【００５８】
本実施例では、ＯＰＧＷ１０に形成された線状き裂のＯＰＧＷ１０の軸心方向に対する傾斜角度の違いによる探傷性能の比較を行った。具体的には、供試材として約１ｍの長さに切断したＯＰＧＷ１０内部のアルミニウム管１１ａを取り出し、当該アルミニウム管１１ａに管軸方向（軸心方向と同義）或いは管軸方向に対して１０度，４５度，７０度，９０度のいずれかの角度で傾斜した方向の線状き裂を人工的に形成した後にＯＰＧＷ１０内部に戻すことによって損傷としての線状き裂を内部に有するＯＰＧＷ１０を作成した。なお、管軸方向に対して９０度傾斜した方向とは即ちアルミニウム管１１ａの周方向である。
【００５９】
線状き裂の幅は約０．２ｍｍ〜２ｍｍで長さは約５ｍｍ〜５０ｍｍであった。また、アルミニウム管１１ａ毎に一つの損傷を人工的に形成し、当該人工的に形成された検出対象の損傷の他には損傷のないことを確認したＯＰＧＷ１０を用いて測定を行った。
【００６０】
そして、本実施例では、図１〜図４に示す本発明の渦電流探傷センサ１であって検波コイル５が巻き回される両直交ボビン３Ａ，３Ｂの貫通孔３ａにコア１５が挿入されていないセンサ（即ち、貫通孔３ａ内は空。以下、コアなしセンサと呼ぶ）と、貫通孔３ａにコア１５として円柱形状のフェライトが挿入されたセンサ（以下、フェライトコアセンサと呼ぶ）と、これら本発明に係るセンサとの比較例として図１６に示す従来の渦電流探傷センサ（以下、従来センサと呼ぶ）とのそれぞれについて同一条件においてＯＰＧＷ１０毎のアルミニウム管１１ａの損傷の検出を行った。なお、渦電流探傷センサ１（若しくは１００）の平行ボビン２（若しくは１０１）の貫通孔２ａ（若しくは１０１ａ）の直径はＯＰＧＷ１０の全体外径に合わせて１３ｍｍに形成された。
【００６１】
さらに、本実施例では、渦電流探傷センサ１と接続端子９ａ，９ｂを介して電気的に接続して損傷検出のための測定を行う渦流探傷装置としてユニ電子工業株式会社製・単周波渦流探傷装置［ＥｄｄｙＳｔａｔｉｏｎ ＳＷ2］を用い、コンピュータ（ＰＣ）上で作動する同装置付属の計測・データ表示ソフトを用いた。
【００６２】
測定にあたっては、まず、渦電流探傷センサ１（若しくは１００）の貫通孔２ａ（若しくは１０１ａ）にＯＰＧＷ１０を挿入して損傷のない位置で電気信号のバランス（即ちゼロ設定）を行った後、ＯＰＧＷ１０の軸心方向に沿って渦電流探傷センサ１（若しくは１００）を移動させ、損傷に伴う検出信号（Ｘ信号とＹ信号）を得た。
【００６３】
そして、渦流探傷装置を介してコンピュータのモニタに表示される検出信号の変化（具体的には、損傷が存在する場合は上に凸形即ちピーク状が出現する）を目視で観察し、その結果を、ｉ）検出可能，ii）判定困難，iii）検出不可、の３種類に分類した。なお、得られた信号が欠陥によるものかノイズによるものか判別し難い場合に判定困難とした。
【００６４】
なお、本実施例では、測定周波数は７０ｋＨｚとした。また、増幅器の電圧比即ちゲインは、３０ｄＢを基本とし、３０ｄＢで検出不能の場合は検出可能なレベルまでｄＢ値を４０，５０，６０と順次上げて測定した。
【００６５】
そして、従来センサを用いて損傷の検出を行い、図９に示す結果が得られた。なお、図９〜１１においては、上述のｉ）検出可能を記号○で、ii）判定困難を記号△で、iii）検出不可を記号×でそれぞれ表している。この結果から、従来センサの場合には、検査対象物１０の管軸方向及び管軸方向に対して１０度の角度で傾斜した方向の損傷は幅が狭くても検出することができる一方で、検査対象物１０の管軸方向に対して大きく傾斜する方向及び周方向の損傷は検出することができないことが確認された。
【００６６】
また、コアなしセンサを用いて損傷の検出を行い、図１０に示す結果が得られた。この結果から、コアなしセンサの場合には、従来センサの場合と同様に検査対象物１０の管軸方向及び管軸方向に近い方向の損傷に加えて、検査対象物１０の管軸方向に対して傾斜する方向及び周方向の損傷も幅が狭くても概ね検出することが可能であることが確認された。なお、管軸方向に対して４５度の角度で傾斜する方向の損傷は検出することができなかった。なお、図１〜図４に示す渦電流探傷センサ１によっては管軸方向に対して４５度の角度で傾斜する方向の損傷を検出することができないという点については、二つの直交ボビン３Ａ，３Ｂのうちのどちらか一方の軸心方向を平行ボビン２の軸心方向と直交する方向からずれるように配置することによって解消され得る（図５，図６参照）。
【００６７】
さらに、フェライトコアセンサを用いて損傷の検出を行い、図１１に示す結果が得られた。この結果から、フェライトコアセンサの場合には、コアなしセンサの場合と同様に検査対象物１０の軸心方向から周方向まで方向に拘わらず損傷を殆ど検出することができ、加えて、コアなしセンサを用いた場合よりも幅の狭い損傷を検出することができることが確認された。
【００６８】
なお、フェライトコアセンサを用いた損傷の検出の場合における、ＯＰＧＷ１０の管軸方向で幅１ｍｍ・長さ１０ｍｍの線状き裂を検出した際の検出信号の軌跡として図１２に示す結果が得られ、ＯＰＧＷ１０の周方向で幅１ｍｍの線状き裂を検出した際の検出信号の軌跡として図１４に示す結果が得られた。なお、検出信号の軌跡とはセンサの検波コイルによって検出されて渦流探傷装置を介してコンピュータのモニタに表示されるＸ信号−Ｙ信号の２次元座標平面における電圧値の変化の軌跡であり、図１２，１４において横軸は電気信号のＸ信号の値（単位はＶ）であり縦軸はＹ信号の値（単位はＶ）である。横軸及び縦軸ともに一目盛りは２〔Ｖ〕である。
【００６９】
また、渦流探傷装置を介してコンピュータのモニタに表示されたデータを、横軸を時間軸にすると共に縦軸をＹ信号の値にして表示することにより、ＯＰＧＷ１０の管軸方向の損傷の検出について図１３（Ａ）に示す結果が得られ、周方向の損傷の検出について図１５（Ａ）に示す結果が得られた。また、横軸を時間軸にすると共に縦軸をＸ信号の値にして表示することにより、ＯＰＧＷ１０の管軸方向の損傷の検出について図１３（Ｂ）に示す結果が得られ、周方向の損傷の検出について図１５（Ｂ）に示す結果が得られた。なお、図１３，１５において、縦軸は一目盛りが１〔Ｖ〕であり、横軸は一目盛りが０．５〔sec〕である。
【００７０】
図１３及び図１５に示す結果から、Ｙ信号の値の変動が大きいので非磁性体であるアルミニウム管１１ａに損傷が発生していると判断され、一方で、Ｘ信号の値の変動は大きいとは言えないので磁性体である鋼線１４には損傷は発生していないと判断された。
【００７１】
これらの結果から、本発明の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサによれば、検査対象物の軸心方向の損傷に限らず、軸心方向に対して傾斜した方向の損傷であっても、さらに、検査対象物の軸心の周方向の損傷であっても、損傷の検出を適確に高い精度で行うことが可能であることが確認された。
【００７２】
なお、本実施例では、図８に示す断面を有するＯＰＧＷ１０を検査対象物として用いているが、本発明の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサの適用に適したＯＰＧＷの断面構成はこれに限られるものではなく、更に言えば、本発明の適用に適した検査対象物はＯＰＧＷに限られるものではない。
【符号の説明】
【００７３】
１  渦電流探傷センサ
２  平行ボビン
２ａ  貫通孔
２ｂ  溝
２ｃ  凹部
３Ａ  第一の直交ボビン
３Ｂ  第二の直交ボビン
３ａ  貫通孔
３ｂ  溝
４  出力コイル
５  検波コイル
６  接続端子固定基板
６ａ  接続孔
６ｂ  接続孔
６ｃ  貫通孔
６ｄ  リード
７  基板固定部材
７ａ  凹部
７ｂ  端部
７ｃ  貫通孔
８ａ  ボルト
８ｂ  ナット
９ａ  接続端子
９ｂ  接続端子
１０  検査対象物（ＯＰＧＷ）
１１  光ファイバ収納アルミニウム管
１１ａ  アルミニウム管
１２  光ファイバユニット
１３  溝付きアルミスペーサ
１３ａ  溝
１４  アルミ覆鋼線
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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