(57)【要約】【課題】探傷試験時のデータから直接簡便に欠陥信号を評価し、リフトオフ時に生ずるノイズに影響されず、かつ、検査時間の短縮を実現する。【解決手段】渦電流探傷信号評価装置１５は、プローブ１３を被検査体１４の上でリフトオフ操作した場合にプローブ１３で検出される渦電流探傷信号を取得して前記リフトオフ操作に伴う位相角を計算するリフトオフ位相角計算部２３と、プローブ１３を介して取得した渦電流探傷試験の渦電流探傷信号をリフトオフ位相角計算部２３が計算した位相角を一の軸とする一方、この位相角から±９０°を他の軸とする二次元直行座標系へ投影する信号投影部２４とを備えて構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブを被検査体上でリフトオフ操作した場合に前記プローブで検出される渦電流探傷信号を取得して前記リフトオフ操作に伴う位相角を計算するリフトオフ位相角計算部と、
前記プローブを介して取得した渦電流探傷試験の渦電流探傷信号を、前記リフトオフ位相角計算部が計算した位相角を一の軸とする一方、この位相角から±９０°を他の軸とする二次元直行座標系へ投影する信号投影部とを備えて構成されることを特徴とする渦電流探傷信号評価装置。
【請求項２】
前記プローブは、多チャンネルに対応したプローブであり、
前記リフトオフ位相角計算部は、前記プローブから取得される全チャンネルのリフトオフ信号をチャンネル毎に位相角を計算する機能を有し、
前記信号投影部は、前記プローブを介して取得した全チャンネルの渦電流探傷試験の渦電流探傷信号を、前記リフトオフ位相角計算部が計算した各チャンネルの位相角を一の軸とする一方、この位相角から±９０°を他の軸とする二次元直行座標系へチャンネル毎に投影する機能を有することを特徴とする請求項１記載の渦電流探傷信号評価装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の渦電流探傷信号評価装置に、
被検査体に渦電流を誘起するとともに前記被検査体からの磁場の変化を検出するプローブと、
このプローブで検出された磁場に基づく渦電流を測定する渦電流探傷部と、をさらに備えて構成されることを特徴とする渦電流探傷試験装置。
【請求項４】
リフトオフ位相角計算部が、プローブを被検査体上でリフトオフ操作した場合に前記プローブで検出される渦電流探傷信号を取得して前記リフトオフ操作に伴う位相角を計算するリフトオフ位相角計算ステップと、
信号投影部が、前記プローブを介して取得した渦電流探傷試験の渦電流探傷信号を、前記リフトオフ位相角計算ステップで計算した位相角を一の軸とする一方、この位相角から±９０°を他の軸とする二次元直行座標系へ投影する信号投影ステップとを備えることを特徴とする渦電流探傷信号評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流探傷技術に係り、特に、渦電流探傷試験時のリフトオフに伴うノイズの影響を受けず、かつ、検査時間の短縮を図った渦電流探傷信号評価装置、当該装置を備えた渦電流探傷試験装置および渦電流探傷信号評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属表面あるいは表面近傍の金属内部に存在する欠陥を検出する手法として渦電流探傷試験装置がある。渦電流探傷試験装置は金属表面に設置された励磁コイルにより磁場を発生させ、この磁場により金属表面および金属内部に渦電流を誘起する。この渦電流の流れは、金属表面あるいは表面近傍の金属内部に欠陥が存在すると変化し、渦電流がつくる磁場分布も変化する。この渦電流がつくる磁場分布変化を金属表面に設置された検出コイルにおいて検出することで欠陥の有無を検知することができる。
【０００３】
渦電流探傷試験装置は、渦電流探傷プローブを構成する試験コイルと金属表面との距離変化によるリフトオフ信号（貫通型、内挿型試験コイルを使用する渦電流探傷試験装置ではガタ信号とも呼ばれる）がノイズとなり、欠陥検出性能に悪影響を及ぼす場合がある。
【０００４】
そこで、上記悪影響の抑制を目的とした渦電流探傷試験装置が開発されている。例えば、後述する特許文献１記載の渦電流探傷試験装置では、探傷試験の事前にリフトオフ長さとリフトオフ信号のデータテーブルを作成し、このデータテーブルと探傷試験結果を比較することでリフトオフ量を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４７５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載される様な従来の渦電流探傷試験装置においては、探傷試験の事前に作成したリフトオフ特性に関するデータベースと探傷試験結果を比較することでリフトオフ量を評価し、欠陥信号との識別を行っているため、事前にデータベースを作成する必要があり、作業負荷が大きく検査時間の短縮に限界があった。
【０００７】
すなわち、渦電流探傷試験装置が主と行うべき欠陥信号の評価は、特許文献１に記される渦電流探傷試験装置では、まずリフトオフ量を評価した後でないと、欠陥信号の評価を行うことができず、欠陥信号の評価は二次的な作業となっていた。
【０００８】
そこで、本発明では、探傷試験時のデータから直接簡便に欠陥信号を評価し、リフトオフ時に生ずるノイズに影響されず、かつ、検査時間の短縮を実現する渦電流探傷信号評価装置、当該装置を備えた渦電流探傷試験装置および渦電流探傷信号評価方法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】
【０００９】
本発明に係る渦電流探傷信号評価装置は、上述した課題を解決するため、プローブを被検査体上でリフトオフ操作した場合に前記プローブで検出される渦電流探傷信号を取得して前記リフトオフ操作に伴う位相角を計算するリフトオフ位相角計算部と、前記プローブを介して取得した渦電流探傷試験の渦電流探傷信号を、前記リフトオフ位相角計算部が計算した位相角を一の軸とする一方、この位相角から±９０°を他の軸とする二次元直行座標系へ投影する信号投影部とを備えて構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る渦電流探傷試験装置は、上述した課題を解決するため、前記渦電流探傷信号評価装置に、被検査体に渦電流を誘起するとともに前記被検査体からの磁場の変化を検出するプローブと、このプローブで検出された磁場に基づく渦電流を測定する渦電流探傷部と、前記渦電流探傷部が測定した渦電流を前記渦電流探傷部とをさらに備えて構成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る渦電流探傷信号評価方法は、上述した課題を解決するため、リフトオフ位相角計算部が、プローブを被検査体上でリフトオフ操作した場合に前記プローブで検出される渦電流探傷信号を取得して前記リフトオフ操作に伴う位相角を計算するリフトオフ位相角計算ステップと、信号投影部が、前記プローブを介して取得した渦電流探傷試験の渦電流探傷信号を、前記リフトオフ位相角計算ステップで計算した位相角を一の軸とする一方、この位相角から±９０°を他の軸とする二次元直行座標系へ投影する信号投影ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リフトオフ時に生ずるノイズに影響されることなく、検査時間の短縮を実現することができる。すなわち、本発明によれば、探傷試験時のデータから直接、かつ、簡便に欠陥信号を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る渦電流探傷信号評価装置および当該装置を備える渦電流探傷試験装置の構成を示した概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係る渦電流探傷信号評価装置によって複数チャンネルのリフトオフ位相角を計算した結果を示した説明図。
【図３】本発明の実施の形態に係る渦電流探傷信号評価装置によって複数チャンネルの探傷試験測定値を示した説明図であり、（ａ）は実測定値を示した説明図、（ｂ）はリフトオフ位相角の計算結果を考慮した補正後の測定値を示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る渦電流探傷信号評価装置、当該装置を備えた渦電流探傷試験装置および渦電流探傷信号評価方法の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る渦電流探傷試験装置の一例であって、マルチプローブによって多チャンネルの渦電流信号を取得可能なマルチチャンネル型の渦電流探傷試験装置１０の構成を示した概略図である。
【００１６】
図１に示される渦電流探傷試験装置１０は、渦電流探傷試験を実施する際に磁界を励磁すると共に磁界の変化に伴う渦電流を検出する渦電流探傷部１１と、渦電流探傷部１１とケーブル１２を介して接続されるプローブ１３と、プローブ１３を介して被検査体１４に誘起された渦電流の変化を検出したプローブ１３からケーブル１２および渦電流探傷部１１を介して信号（以下、「渦電流探傷信号」と称する。）を取得し、この渦電流探傷信号に対してリフトオフの影響をキャンセルする信号処理を行う渦電流探傷信号評価装置１５と、渦電流探傷信号評価装置１５から出力される情報を視覚的に表示する表示装置１６とを具備する。
【００１７】
渦電流探傷部１１は、プローブ１３に内蔵される励磁コイル（図示せず）に磁界を励起する一方でプローブ１３に内蔵される検出コイル（図示せず）から検出した磁界の変化に対応した渦電流探傷信号を取得する。そして、渦電流探傷部１１は、取得した渦電流探傷信号を渦電流探傷信号評価装置１５へ出力する。また、渦電流探傷部１１は、渦電流探傷信号を適切に検出するための同期検波機能およびフィルタ機能を有しており、当該機能によって、被検査体１４のどの位置に欠陥があるのかを特定することができる。
【００１８】
プローブ１３は、多チャンネル対応のマルチプローブであって、励磁コイルと検出コイルのコイル対が複数対配置されている。また、各チャンネルは独立しており、それぞれのコイル対で渦電流の励磁および渦電流探傷信号の取得をすることができる。
【００１９】
渦電流探傷信号評価装置１５は、渦電流探傷部１１が取得した渦電流探傷信号に含まれるリフトオフ時の影響を除去するための信号処理を行い、信号処理前の渦電流探傷信号、信号処理途中の経過、および最終結果をユーザ（測定者）の要求に応じて表示装置１６へ出力することができる。
【００２０】
渦電流探傷信号評価装置１５は、渦電流探傷部１１から入力された全チャンネルの渦電流探傷信号等の演算処理に必要なデータを記憶するメモリ２０と、ユーザ（測定者）からの操作入力を受け付ける入力部２１と、渦電流探傷信号評価装置１５からユーザへ情報を提供する表示部２２と、リフトオフ時における各チャンネルの渦電流探傷信号（以下、「リフトオフ信号」と称する。）の位相角を計算する機能を有する複数信号用リフトオフ位相角計算部２３と、全チャンネルの渦電流探傷信号に対して複数信号用リフトオフ位相角計算部２３が計算したリフトオフ位相角分を回転移動（投影）させる機能を有する複数信号用信号投影部２４と、メモリ２０、入力部２１、表示部２２、複数信号用リフトオフ位相角計算部２３および複数信号用信号投影部２４を制御する制御部２５とを備える。
【００２１】
本明細書でいうリフトオフとは、プローブ１３が被検査体１４の表面からの距離が変動することを総称したものであり、貫通型、内挿型試験コイルを使用する渦電流探傷試験装置でいうガタを含む概念である。すなわち、本明細書でいうリフトオフ信号には、貫通型、内挿型試験コイルを使用する渦電流探傷試験装置でいうガタ信号も含まれる。
【００２２】
次に、図１に示される渦電流探傷試験装置１０を用いての渦電流探傷試験の実施方法について説明する。
【００２３】
渦電流探傷試験を実施するにあたって、まず、プローブ１３が被検査体１４の表面からの距離が変動するリフトオフの影響を測定する。具体的には、その場でプローブ１３を上下動させることによって、各チャンネルの渦電流探傷信号を取得し、後述する図２に示されるようなリサージュ図形に現れる位相角θをチャンネル毎に求める（リフトオフ位相角計算ステップ）。ここで、位相角とはプローブ１３の励磁コイルに流れる電流とプローブ１３の検出コイルを流れる電流との位相差をいう。
【００２４】
図２は、渦電流探傷信号評価装置１５によって複数チャンネルのリフトオフ位相角を計算した結果を示した説明図である。
【００２５】
渦電流探傷試験装置１０では、渦電流探傷部１１から全チャンネルの渦電流探傷信号が渦電流探傷信号評価装置１５に入力され、全チャンネルの渦電流探傷信号に基づくリサージュ図形を表示装置１６に表示させることができる。表示装置１６に表示されるリサージュ図形は、渦電流探傷信号を、直行平面座標系（二次元直行座標系）に現したもので、横軸はリアルパート（Ｒｅ）、縦軸はイマジナリーパート（Ｉｍ）である。ここで、Ｒｅは位相角０°の成分、Ｉｍは位相角９０°の成分である。
【００２６】
渦電流探傷信号評価装置１５では、ユーザが渦電流探傷試験実施前に行ったプローブ１３のリフトオフ動作によって生じる全チャンネルの渦電流探傷信号（リフトオフ信号）を渦電流探傷部１１から受け取り、メモリ２０に格納した後、制御部２５から複数信号用リフトオフ位相角計算部２３へ送られる。複数信号用リフトオフ位相角計算部２３では、入力された全チャンネルのリフトオフ信号の位相角θを計算する。
【００２７】
同一チャンネルのリフトオフ信号は、図２に示されるように、通常、略同一の位相角に現れる。例えば、図２に示されるチャンネルＡのリフトオフ信号３０Ａは、位相角θＡの付近に集中し、チャンネルＢのリフトオフ信号３０Ｂは、位相角θＢの付近に集中し、チャンネルＣのリフトオフ信号３０Ｃは、位相角θＣの付近に集中して現れる。複数信号用リフトオフ位相角計算部２３では、各チャンネルのリフトオフ信号３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの位相角θＡ，θＢ，θＣの近似直線３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを計算し、これを複数信号用信号投影部２４へ送る。尚、計算結果はメモリ２０に記憶することもできる。
【００２８】
複数信号用信号投影部２４は、複数信号用リフトオフ位相角計算部２３から送られた各チャンネルのリフトオフ信号３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの位相角θＡ，θＢ，θＣを記憶する。記憶した位相角θＡ，θＢ，θＣは、後の渦電流探傷信号の投影処理の際に用いられる。
【００２９】
続いて、渦電流探傷信号評価装置１５は、通常の手順に従って、被検査体１４の渦電流探傷試験を実施し、渦電流探傷部１１から各チャンネルの探傷試験測定値を取得する。そして、渦電流探傷信号評価装置１５の複数信号用信号投影部２４は、取得した探傷試験測定値をチャンネル毎に応じたリフトオフ信号３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの位相角θＡ，θＢ，θＣだけ、位相を進める。すなわち、各チャンネルのリフトオフ信号３０Ａ，３０Ｂ，３０ＣがＲｅ軸上に並ぶように回転移動（投影）する。尚、投影後の結果はメモリ２０に記憶することもできる。
【００３０】
図３は、渦電流探傷信号評価装置１５によって、複数チャンネルの探傷試験測定値を示した説明図であり、図３（ａ）は実測定値（投影前）を示した説明図、図３（ｂ）はリフトオフ位相角の計算結果を考慮した補正後（投影後）の測定値を示した説明図である。
【００３１】
渦電流探傷信号評価装置１５が渦電流探傷部１１から各チャンネルの探傷試験測定値３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを取得し、これを表示装置１６に表示すると、図３（ａ）に示されるようなリサージュ図形が表示される。ここで、符号３５ＡはチャンネルＡの投影前の探傷試験測定値、３５ＢはチャンネルＢの投影前の探傷試験測定値、および、３５ＣはチャンネルＣの投影前の探傷試験測定値である。また、３６ＡはθＡ±９０°の近似直線、３６ＢはθＢ±９０°の近似直線、および、３６ＣはθＣ±９０°の近似直線である。
【００３２】
複数信号用信号投影部２４は、予め記憶しておいた各チャンネルのリフトオフ信号３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの位相角θＡ，θＢ，θＣを使って、渦電流探傷部１１から取得した各チャンネルの探傷試験測定値３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃをそれぞれ位相角θＡ，θＢ，θＣだけ回転移動して投影する。ここで、符号３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、探傷試験測定値３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃをそれぞれ投影した後の探傷試験測定値である。
【００３３】
渦電流探傷信号評価装置１５の複数信号用信号投影部２４が、各チャンネルの探傷試験測定値３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃに対して投影処理をし（信号投影ステップ）、投影処理後の探傷試験測定値３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを表示装置１６へ出力する。すると、図３（ｂ）に示されるようなリサージュ図形が表示される。これは、図３（ａ）に示されるようなリサージュ図形において、位相角θＡ，θＢ，θＣの近似直線３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを一の軸（Ｒｅ軸）とする一方、θＡ±９０°，θＢ±９０°，θＣ±９０°の近似直線３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃを他の軸（Ｉｍ軸）としたものである。
【００３４】
このような渦電流探傷信号評価装置１５によれば、各チャンネルのリフトオフ変動の影響を低減した被検査体１４の欠陥を評価するための渦電流探傷信号、すなわち、図３（ｂ）に示されるようなチャンネル毎の投影処理後の探傷試験測定値３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃを得ることができるため、探傷試験時の測定データである各チャンネルの探傷試験測定値３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃから直接、かつ、簡便に欠陥を評価することができ、検査時間を短くすることができる。
【００３５】
従来では、特許文献１に記載されるようにデータベースの構築が必要となるか、または、渦電流探傷試験前に表示装置１６に表示されるチャンネルのリフトオフ信号３０がＲｅ軸に並ぶようにそれぞれのチャンネル毎に調整して測定する必要があった。また、当初の調整が上手くいっていなかった場合には、再度、調整作業からやり直す等、調整作業の負担が大きかった。
【００３６】
一方、渦電流探傷信号評価装置１５によれば、先に全てのチャンネルに対してリフトオフの変動により生じる渦電流探傷信号の位相角を測定しておき、これを記憶しておくことによって、全チャンネルの渦電流探傷試験結果をそれぞれチャンネル毎に異なる位相角で一括して投影することができるので、従来のようなデータベース構築のための多大なデータの蓄積やチャンネル毎の調整作業の手間が大幅に軽減される。
【００３７】
また、チャンネルの位相角に誤差が出ていると感じて再調整をしたい場合にも、メモリ２０に記憶されるリフトオフ信号を読み出して再計算させることもできるので、ユーザの調整作業も従来と比べて大きな負担とならない。このような利点は、チャンネル数が大きい程、顕著な差となって現れる。
【００３８】
故に、渦電流探傷信号評価装置１５を備える渦電流探傷試験装置１０では、先に全てのチャンネルに対してリフトオフの変動により生じる渦電流探傷信号の位相角を測定しておき、これを記憶しておくことによって、全チャンネルの渦電流探傷試験結果をそれぞれチャンネル毎に異なる位相角で一括して投影した探傷試験測定結果を得ることができるので、探傷試験時の測定データである各チャンネルの探傷試験測定結果から直接、かつ、簡便にリフトオフ変動に伴うノイズの影響を低減した欠陥評価結果を得ることができる。
【００３９】
また、従来のようなデータベース構築のための多大なデータの蓄積やチャンネル毎の調整作業の手間が大幅に軽減し、検査時間をより短縮することができる。この効果は、チャンネル数が大きい程、顕著な差となって現れる。
【００４０】
尚、上述の説明では、渦電流探傷試験装置１０において、渦電流探傷信号評価装置１５が表示部２２を備えていたが、表示部２２の役割を表示装置１６に持たせることで表示部２２を備えない構成を採用することもできる。また逆に、表示装置１６の役割を表示部２２に持たせることによって表示装置１６を具備しない構成を採用することもできる。
【００４１】
また、渦電流探傷試験装置１０および渦電流探傷信号評価装置１５は、多チャンネルに対応した形式を例に説明したが、単一チャンネルでも同様に構成することができる。すなわち、複数信号用リフトオフ位相角計算部２３および複数信号用信号投影部２４は、単一信号に対応した単一信号用リフトオフ位相角計算部２３および単一信号用信号投影部２４として構成することもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  渦電流探傷試験装置
１１  渦電流探傷部
１２  ケーブル
１３  プローブ
１４  被検査体
１５  渦電流探傷信号評価装置
１６  表示装置
２０  メモリ
２１  入力部
２２  表示部
２３  複数信号用リフトオフ位相角計算部
２４  複数信号用信号投影部
２５  制御部
３０Ａ  チャンネルＡのリフトオフ信号
３０Ｂ  チャンネルＢのリフトオフ信号
３０Ｃ  チャンネルＣのリフトオフ信号
３２Ａ  チャンネルＡの位相角θＡを示す近似直線
３２Ｂ  チャンネルＢの位相角θＢを示す近似直線
３２Ｃ  チャンネルＣの位相角θＣを示す近似直線
３５Ａ  チャンネルＡの投影前の探傷試験測定値
３５Ｂ  チャンネルＢの投影前の探傷試験測定値
３５Ｃ  チャンネルＣの投影前の探傷試験測定値
３６Ａ  チャンネルＡの位相角θＡから９０°動かしたθＡ±９０°を示す近似直線
３６Ｂ  チャンネルＢの位相角θＢから９０°動かしたθＢ±９０°を示す近似直線
３６Ｃ  チャンネルＣの位相角θＣから９０°動かしたθＣ±９０°を示す近似直線
３８Ａ  チャンネルＡの投影後の探傷試験測定値
３８Ｂ  チャンネルＢの投影後の探傷試験測定値
３８Ｃ  チャンネルＣの投影後の探傷試験測定値
【図１】
2010266215.tif 000003
【図２】
2010266215.tif 000004
【図３】
2010266215.tif 000005