(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査装置において、
所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定する励磁電流分布決定手段と、
各励磁コイルの励磁電流波形を制御する励磁電流制御手段と、
前記励磁電流波形を通電した励磁コイルより生成する磁場により渦電流を発生し、この渦電流による磁場及びその変化を渦電流信号として取得する渦電流信号取得手段と、
前記渦電流信号取得手段で取得される渦電流信号に基づき評価する渦電流信号評価手段を備えるとともに、
前記励磁電流分布決定手段は、
所望の渦電流の情報を検査者が入力し設定することを可能とする渦電流情報入力部と、
渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流情報のデータを生成する渦電流データ生成部と、
前記渦電流データ生成部で生成した各励磁コイルが発生する渦電流情報のデータを演算する渦電流データ演算部を備え、
前記渦電流情報入力部で設定した所望の渦電流の情報と合致する各励磁コイルの励磁電流条件を算出する励磁電流条件算出部と、
前記励磁電流条件算出部で算出した各励磁コイルの励磁電流条件を記憶する励磁電流条件記憶部と、
を備えることを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の渦電流検査装置において、
前記渦電流情報入力部は、
渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面と、
前記検査対象物の図面の上に渦電流の強度及びその発生箇所とを検査者が入力し設定可能な入力デバイスとを有することを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項３】
請求項１記載の渦電流検査装置において、
前記渦電流データ生成部は、
前記渦電流情報入力部で設定した複数の励磁コイルと、検査対象物に基づき、
各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、
電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成することを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項４】
請求項１記載の渦電流検査装置において、
前記渦電流データ演算部は、
前記渦電流データ生成部で生成した各励磁コイルが発生させる渦電流情報を、
組合せ演算することを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項５】
請求項１記載の渦電流検査装置において、
前記励磁電流条件算出部は、
前記渦電流情報入力部で設定した所望の渦電流の情報と、
前記渦電流データ演算部で組合せ演算した渦電流情報との一致度を評価し、
前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出することを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項６】
請求項１記載の渦電流検査装置において、
前記励磁電流条件記憶部は、
前記励磁電流条件算出部で得られる各コイルの励磁電流の電流波形を記憶し、電気信号として出力することを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項７】
請求項１記載の渦電流検査装置において、
前記励磁電流制御手段は、
渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続されている電流源と、
前記励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報と、前記電流源が出力している励磁電流状態の情報とを、送受信する励磁電流情報送受信部と、
を備えることを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項８】
請求項７記載の渦電流検査装置において、
前記電流源は、
各励磁コイルに通電されている電流値を、前記励磁電流情報送受信部へ送信し、
前記励磁電流情報送受信部は、
通電されている電流値と、前記励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報を読み出し比較する比較部と、
前記比較部による比較結果の偏差を補正する励磁電流情報を前記電流源へ送信する機能を備えることを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項９】
請求項７記載の渦電流検査装置において、
前記励磁電流情報送受信部は、
前記励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報と、
各励磁コイルに通電されている電流値との偏差をあらかじめ予測し、
前記偏差を補正した励磁電流情報を前記電流源へ送信する機能を備えることを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項１０】
複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査方法において、
渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面上で所望の渦電流の情報を、渦電流の強度及びその発生箇所とを検査者が入力し設定可能な入力デバイスを用いて入力して設定し、
渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、
電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成し、
各励磁コイルが発生する前記渦電流情報を組合せ演算したデータと、
前記の所望の渦電流の情報との一致度を計算し、
前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出し、
所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定し、
渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続した電流源に、前記電流条件を送信し、励磁コイルを駆動して検査することを特徴とする渦電流検査方法。
【請求項１１】
複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査方法において、
渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面上で所望の渦電流の情報を、渦電流の強度及びその発生箇所とを検査者が入力し設定可能な入力デバイスを用いて入力し設定し、
渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、
電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成し、
各励磁コイルが発生する前記渦電流情報を組合せ演算したデータと、
前記の所望の渦電流の情報との一致度を計算し、
前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出し、
所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定し、
渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続した電流源に、前記電流条件を送信し、励磁コイルを駆動して検査する検査方法であって、
励磁コイルに通電する磁場で渦電流を発生させ、この渦電流による磁場情報を磁場検出素子で取得し、
前記磁場情報を演算して画像情報を生成し、
前記画像情報のうち、検査者が指定する検査対象物の断面を表示画面に表示し、
前記画像情報に基づき検査対象物のきず及びその寸法を検査する渦電流検査方法。
【請求項１２】
複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査方法において、
渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面上で所望の渦電流の情報を、渦電流の強度及びその発生箇所とを
検査者が入力し設定可能な入力デバイスを用いて入力し設定し、
渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、
電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成し、
各励磁コイルが発生する前記渦電流情報を組合せ演算したデータと、
前記の所望の渦電流の情報との一致度を計算し、
前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出し、
所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定し、
渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続した電流源に、前記電流条件を送信し、励磁コイルを駆動して検査する検査方法であって、
励磁コイルに通電する磁場で渦電流を発生させ、この渦電流による磁場情報を磁場検出素子で取得し、
前記磁場情報を演算して画像情報を生成し、
前記画像情報のうち、検査者が指定する検査対象物の断面を表示画面に表示し、
前記画像情報に基づき検査対象物の特性変化を検査する渦電流検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物におけるきずや材質変化等の特性変化を評価する渦電流検査装置及びそれを用いた検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
渦電流検査法は、渦電流プローブの励磁コイルに時間的に電流値が変動する電流（励磁電流）を供給して時間的に電流値が変動する磁束を生成し、渦電流プローブを検査対象物である金属体に近接させることによって渦電流を発生させ、その渦電流の変化を検出信号として得る方法である。渦電流は検査対象物の導電率や透磁率等で変化することから、検査対象物におけるきずや材質変化等の特性変化を非接触で評価することが可能である。詳しく説明すると、例えば渦電流プローブを用いてきずが存在しない健全な標準試験片等に対して測定した基準検出信号を予め取得し、検査対象物に対して測定した検出信号と基準検出信号との差分を画面上で表示する。検査者は、表示画面を見て検査対象物の特性変化を確認することができる。
【０００３】
上記の方法で発生する渦電流の強度は、励磁コイルが設置されている検査対象物の表面より、指数関数的に減少する性質をもつ。そのため渦電流検査法では、一般に検査対象物の深部の特性変化を測定することが困難とされている。測定可能な深さの範囲は、従来式（１）で表現される表皮深さδ（単位：ｍ）を指標に、試験周波数ｆ（単位：Ｈｚ）が設定される。
δ＝（πｆσμ）-1/2                                              …（１）
【０００４】
ここで、πは円周率（３.１４１５９・・・）、σは検査対象物の導電率（単位：Ｓ／ｍ）、μは検査対象物の透磁率（単位：Ｈ／ｍ）である。この表皮深さδは、検査対象物表面における渦電流強度の１／ｅ（ｅ：自然対数  ２.７３・・・）となる深さである。式（１）において検査対象物に係る値、すなわち導電率σ及び透磁率μは固定であるため、周波数ｆが大きければ、表皮深さδは小さくなり、周波数ｆが小さくなれば、表皮深さδは大きくなる。渦電流の強度は検査の感度に関係するため、表面検査は高周波数，深部検査では低周波数を検査の条件とするのが一般的であるが、低周波を用いた場合においても、検出信号は、検査対象物表面の状態の情報が主要であるため、深部の磁場情報が乏しい。
【０００５】
このような問題に対し、試験周波数を低くする検査のみならず、特許文献１に記載されているようにＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）磁束計などの高い磁場分解能を有する磁場検出素子を用いるアプローチや、特許文献２に記載されているように励磁コイル寸法やその配置を工夫して、深部の検査感度を向上させた渦電流検査プローブが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３２９２３号公報
【特許文献２】特開２００６−１０６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術には以下のような改善の余地があった。特許文献１記載のものでは、検出信号データのきずによる変化量が多くなっても、測定範囲決定の鍵となる渦電流分布が測定対象箇所まで十分に行き届かないため、測定可能なきず範囲の拡大に直接結びつかない。
【０００８】
また、特許文献２記載のものは、複数の励磁コイルの間隔を変更することで、深い位置の渦電流の効果を取得できる渦電流プローブを提供しているが、プローブ形状は、検出コイルを中心に対称で、直棒型となるため、適用できる検査対象物の形状が限られる可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、複数の励磁コイルの渦電流組合せを用いて、適用する検査対象物の形状に依存せず、検査対象物の深部など測定箇所に適した渦電流を生成し、きずや材質変化等の特性変化を評価する渦電流検査装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査装置及び方法において、所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定する励磁電流分布決定手段と、各励磁コイルの励磁電流波形を制御する励磁電流制御手段と、前記励磁電流波形を通電した励磁コイルより生成する磁場により渦電流を発生し、この渦電流による磁場及びその変化を渦電流信号として取得する渦電流信号取得手段と、前記渦電流信号取得手段で取得される渦電流信号に基づき渦電流信号評価手段とを有する。
（２）上記（１）において、好ましくは、前記励磁電流分布決定手段は、所望の渦電流の情報を検査者が入力し設定することを可能とする渦電流情報入力部と、渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流情報のデータを生成する渦電流データ生成部と、前記渦電流データ生成部で生成した各励磁コイルが発生する渦電流情報のデータを演算する渦電流データ演算部を備え、前記渦電流情報入力部で設定した所望の渦電流の情報と合致する各励磁コイルの励磁電流条件を算出する励磁電流条件算出部と、前記励磁電流条件算出部で算出した各励磁コイルの励磁電流条件を記憶する励磁電流条件記憶部と、を備える。
（３）上記（２）において、好ましくは、前記渦電流情報入力部は、渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面と、前記検査対象物の図面の上に渦電流の強度及びその発生箇所とを検査者が入力し設定可能な入力デバイスとを有する。
（４）上記（２）において、好ましくは、前記渦電流データ生成部は、前記渦電流情報入力部で設定した複数の励磁コイルと、検査対象物に基づき、各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成する。
（５）上記（２）において、好ましくは、前記渦電流データ演算部は、前記渦電流データ生成部で生成した各励磁コイルが発生させる渦電流情報を、組合せ演算する。
（６）上記（２）において、好ましくは、前記励磁電流条件算出部は、前記渦電流情報入力部で設定した所望の渦電流の情報と、前記渦電流データ演算部で組合せ演算した渦電流情報との一致度を評価し、前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出する。
（７）上記（２）において、好ましくは、前記励磁電流条件記憶部は、前記励磁電流条件算出部で得られる各コイルの励磁電流の電流波形を記憶し、電気信号として出力する。
（８）上記（１）において、好ましくは、励磁電流制御手段は、渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続されている電流源と、前記励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報と、前記電流源が出力している励磁電流状態の情報とを、送受信する励磁電流情報送受信部と、を備える。
（９）上記（８）において、好ましくは、前記電流源は、各励磁コイルに通電されている電流値を、前記励磁電流情報送受信部へ送信し、前記励磁電流送受信部は、通電されている電流値と、前記励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報を読み出し比較する比較部と、前記比較部による比較結果の偏差を補正する励磁電流情報を前記電流源へ送信する機能を備える。
（１０）上記（８）において、好ましくは、前記励磁電流情報送受信部は、前記励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報と、各励磁コイルに通電されている電流値との偏差をあらかじめ予測し、前記偏差を補正した励磁電流情報を前記電流源へ送信する機能を備える。
（１１）上記（１）において、好ましくは、前記渦電流信号取得手段は、前記励磁電流制御手段で励磁コイルに通電する磁場で渦電流を発生し、この渦電流による磁場情報を取得する磁場検出素子と、前記磁場検出素子の磁場情報を記憶する記憶部と、で構成する。
（１２）上記（１１）において、好ましくは、前記画像情報生成部は、前記励磁電流分布決定で設定される検査対象物の図面と合成した画像情報を生成し、前記表示部は、前記画像情報を表示する。
（１３）上記（１１）において、好ましくは、前記画像情報生成部は、前記励磁電流分布決定で設定される検査対象物の図面に基づき、検査対象物の断面を検査者が指定する入力部を備え、前記入力部で指定された検査対象物の断面の画像情報を生成し、前記表示部は、前記画像情報を表示する。
（１４）また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査装置で、渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面上で所望の渦電流の情報を、渦電流の強度及びその発生箇所とを検査者が入力し設定可能な入力デバイスを用いて入力し設定し、渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成し、各励磁コイルが発生する前記渦電流情報を組合せ演算したデータと、前記の所望の渦電流の情報との一致度を計算し、前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出し、所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定し、渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続した電流源に、前記電流条件を送信し、励磁コイルを駆動して検査する。
【００１１】
かかる装置により、検査者が指定する検査対象物の検査箇所に渦電流を効率よく発生させ、きず検出感度を向上することができる。
（１５）また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査方法であって、渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面上で所望の渦電流の情報を、渦電流の強度及びその発生箇所とを検査者が入力し設定可能な入力デバイスを用いて入力し設定し、渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成し、各励磁コイルが発生する前記渦電流情報を組合せ演算したデータと、前記の所望の渦電流の情報との一致度を計算し、前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出し、所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定し、渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続した電流源に、前記電流条件を送信し、励磁コイルを駆動して検査する検査方法であって、励磁コイルに通電する磁場で渦電流を発生させ、この渦電流による磁場情報を磁場検出素子で取得し、前記磁場情報を演算して画像情報を生成し、前記画像情報のうち、検査者が指定する検査対象物の断面を表示画面に表示する。
【００１２】
かかる方法により、前記画像情報に基づき検査対象物のきず及びその寸法を検査することができる。
（１６）また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の励磁コイルを有するプローブを用いた渦電流検査方法であって、渦電流プローブを構成する複数の励磁コイルと、検査対象物の図面とを選択し表示する表示画面上で所望の渦電流の情報を、渦電流の強度及びその発生箇所とを検査者が入力し設定可能な入力デバイスを用いて入力し設定し、渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成し、各励磁コイルが発生する前記渦電流情報を組合せ演算したデータと、前記の所望の渦電流の情報との一致度を計算し、前記一致度に基づき各励磁コイルの励磁電流を変更した渦電流情報の組合せデータを算出する過程より各励磁コイルの励磁電流条件を算出し、所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定し、渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続した電流源に、前記電流条件を送信し、励磁コイルを駆動して検査する検査方法であって、励磁コイルに通電する磁場で渦電流を発生させ、この渦電流による磁場情報を磁場検出素子で取得し、前記磁場情報を演算して画像情報を生成し、前記画像情報のうち、検査者が指定する検査対象物の断面を表示画面に表示する。
【００１３】
かかる方法により、前記画像情報に基づき検査対象物の特性変化を検査することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の励磁コイルの渦電流組合せを用いて、適用する検査対象物の形状に依存せず、検査対象物の深部など測定箇所に適した渦電流を生成し、きずや材質変化等の特性変化を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態による渦電流検査装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態の渦電流プローブの一例である。
【図３（ａ）】本発明の実施形態の渦電流情報入力手段の一例の概要図である。
【図３（ｂ）】所望の渦電流の情報を設定する画面の一形態を図示したものである。
【図４】本発明の第２の実施形態による渦電流検査装置の構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による渦電流検査装置の構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態によるきず可視化の一例の概要図である。
【図７】本発明の第４の実施形態による渦電流検査装置の構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態による材質変化可視化の一例の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、各実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の第１の実施形態を図１〜図３により説明する。なお、図１〜図３において、同一符号は、同一部分を示している。
【００１８】
まず、図１〜図３を用いて、検査手順について説明する。図１は、本実施形態における渦電流検査装置の全体構成を表すブロック図である。図２は、本実施形態における渦電流検査装置で駆動する励磁コイルの一例を説明することを目的に、検査装置に接続されている渦電流プローブの概要図を示したものである。ただし、図２に示す例は、本発明の実施形態を限定するものではない。
【００１９】
複数の励磁コイルを有する渦電流プローブ１の各励磁コイル２を駆動するために、第１に、励磁電流分布決定手段で所望の渦電流を生成する各励磁コイルの電流条件を決定する。  
励磁電流分布決定手段は、所望の渦電流の情報を検査者が入力し設定することを可能とする渦電流情報入力部と、渦電流プローブを構成する各励磁コイルが発生させる渦電流情報のデータを生成する渦電流データ生成部と、前記渦電流データ生成部で生成した各励磁コイルが発生する渦電流情報のデータを演算する渦電流データ演算部を備えており、前記渦電流情報入力部で設定した所望の渦電流の情報と合致する各励磁コイルの励磁電流条件を算出する励磁電流条件算出部と、前記励磁電流条件算出部で算出した各励磁コイルの励磁電流条件を記憶する励磁電流条件記憶部と、を備えている。
【００２０】
渦電流情報入力部は、本実施例では、所望の渦電流の情報を検査者が入力する部分である。図３（ａ）は、渦電流情報入力部の一形態を図示したものである。これから検査に使用する渦電流プローブ１と、検査対象物３と、きず４等の特性変化を、計算機でモデル化し表示画面５に表示する。検査者は、入力デバイスであるキーボード６，ポインティングデバイス７などで、モデルを選択することができる。図３（ｂ）は、所望の渦電流の情報を設定する画面の一形態を図示したものである。検査対象物のモデルの一部を画面上で指定し、渦電流の強度とその発生箇所を指定する。
【００２１】
渦電流データ生成部は、渦電流情報入力部で設定した複数の励磁コイルと、検査対象物に基づき、各励磁コイルが発生させる渦電流分布及び時間変化の情報を、電磁場解析手法を用いて独立に計算したデータを生成する部分である。電磁場解析手法は、例えば、有限要素法，有限差分法，有限体積法，境界要素法など、渦電流場に関するマクスウェルの電磁方程式を解く数値解法を用い、渦電流プローブを構成する各励磁コイルが単独に励磁した場合の渦電流分布を計算し、渦電流データとして記憶部へ記録する。検査対象物の材質が銅やアルミなどの線形材料であるとき、渦電流の強度は、励磁電流の値に対して比例関係にある。渦電流データ計算の際、励磁電流の値を１Ａとすれば、その定数倍の時の渦電流分布は、励磁電流の値を１Ａで計算したときの渦電流データの定数倍で近似することができ、後述の渦電流組合せ計算が容易になる。
【００２２】
渦電流データ演算部は、渦電流データ生成部で生成した各励磁コイルに起因する渦電流データの線形和を演算し、組合せデータを生成する部分である。励磁電流の値を１Ａで生成したデータであれば、単純に定数倍して渦電流データの割合を決め、組み合わせることができる。
【００２３】
励磁電流条件算出部は、渦電流情報入力部で設定した渦電流分布を満足するための励磁条件を算出する部分である。渦電流データ演算部において組み合わされた複数の励磁コイルによる渦電流分布を用いて、渦電流プローブを構成する各励磁コイルの励磁電流の条件を決定する。励磁電流の条件、すなわち、励磁電流値，位相，通電時間，周波数は、パラメタ探査手法を用いて決定することができる。パラメタ探査手法は、例えば、遺伝的アルゴリズムによる方法，ニューラルネットワークによる方法，不適切線形システム方程式を解くことにより導出する方法を用いる。これらパラメタ探査手法によって得られた励磁条件より、渦電流情報入力部で設定した渦電流分布と比較し、最終的な励磁条件とする。両者の誤差が大きいときは、励磁コイルの個数を増やすなど渦電流データの個数を多くし、さらにパラメタ探査を繰り返すことで、最適な励磁条件を算出する。
【００２４】
励磁電流条件記憶部は、励磁電流条件算出部で算出された励磁条件を記憶し、励磁電流手段が取得可能とする出力部を有している。
【００２５】
第２に、励磁電流制御手段で各励磁コイルの励磁電流波形を制御する。
【００２６】
励磁電流制御手段は、渦電流プローブの各励磁コイルに独立に接続されている電流源と、前記励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報と、前記電流源が出力している励磁電流状態の情報とを、送受信する励磁電流情報送受信部と、を備えている。
【００２７】
電流源は、各励磁コイルに通電されている電流値を、前記励磁電流情報送受信部へ送信し、励磁電流情報送受信部は、通電されている電流値と、励磁電流分布決定手段で決定された各励磁コイルの励磁電流条件の情報を読み出し比較する比較部と、この比較部による比較結果の偏差を補正する励磁電流情報を前記電流源へ送信する機能を備えている。
【００２８】
各励磁コイルは、独立に接続されている電流源に従って励磁されるが、励磁コイルが同時に励振したとき、相互インダクタンスにより、励磁電流の条件に誤差を生む可能性がある。これに対し、電流源には、励磁コイルに通電されている励磁電流をリアルタイムで計測する機能を搭載し、励磁電流情報送受信部で、励磁電流分布決定手段で決定されている励磁条件との比較及び、その偏差を導出する部分を備え、偏差が起こった場合、これを補正して電流源へ情報を送る機能を備える。こうすることで、励磁電流分布決定手段で決定されている励磁条件を満たすことが容易となる。
【００２９】
第３に、渦電流信号取得手段で前記励磁電流波形を通電した励磁コイルより生成する磁場により渦電流を発生し、この渦電流による磁場及びその変化を渦電流信号として取得する。
【００３０】
渦電流信号取得手段では、渦電流による磁場情報を取得する磁場検出素子と、磁場検出素子の磁場情報を記憶する記憶部とで構成している。磁場検出素子は、コイルセンサ，ホールセンサ，ＭＩセンサ，ＧＭＲセンサなどを用いる。特に時間変動の小さい励磁電流を扱う場合、磁場の時間微分値を出力電圧とするコイルセンサは、感度が低く、検査対象物深部の測定には不向きであるといわれている。これに対して、ＭＩセンサ，ＧＭＲセンサ，ホールセンサは、磁場そのものを出力電圧に変換するため、検査対象物深部の測定には優位であると考えられている。
【００３１】
第４に、渦電流信号評価手段で、前記渦電流信号取得手段で取得される渦電流信号に基づき渦電流信号を評価する。
【００３２】
渦電流信号評価手段は、渦電流信号取得手段より得られる渦電流信号を演算して画像情報を生成する画像情報生成部と、前記画像情報に基づき検査対象物のきずや材質変化などの特性変化を表示する表示部とで構成している。
【００３３】
画像情報生成部は、励磁電流分布決定手段で設定される検査対象物の図面や、検査に用いた渦電流プローブと合成した画像情報を生成し、表示部は、表示することができる。ここで表示する画像は、空間軸や時間軸を二次元グラフの横軸にして、渦電流信号をプロットしたもの、二次元画像の縦軸，横軸をそれぞれ２方向のことなる空間軸として、渦電流信号の値を画像の輝度値としてプロットしたもの、三次元のＣＡＤやコンピュータグラフィックスを用いて、渦電流信号を画像の濃淡としてプロットしたものを表示画面に出力することができる。
【００３４】
また、渦電流情報入力部と同様に入力デバイスを用いて検査者が、表示画面中の画像を操作することで、渦電流信号をあらゆる断面角度から観察することが可能となる。
【実施例２】
【００３５】
本発明の第２の実施形態を図４により説明する。なお、図４において、同一符号は、同一部分を示している。
【００３６】
本実施例は、励磁電流制御手段において、各励磁コイルの電流制御を励磁電流制御素子１１を用いて実現し、電流源の個数を削減したものである。励磁電流制御素子は、抵抗，コンデンサ，インダクタ、その他電流振幅と位相を調整することが可能な演算増幅器などの集積回路を用いる。この場合、励磁電流制御素子の選定は、駆動する複数の励磁コイル間の相互インダクタンスをあらかじめ計算し、励磁電流決定手段で決定した励磁電流条件と一致するように決定する。
【実施例３】
【００３７】
本発明の第３の実施形態を図５〜図６により説明する。なお、図５〜図６において、同一符号は、同一部分を示している。
【００３８】
本実施例は、渦電流信号評価手段の画像情報生成部で生成した画像を検査者が操作する入力デバイスを用いて抽出し、きず形状の可視化を行った例である。きず形状の可視化は、渦電流信号をもとに、電磁場解析技術を用いて算出することができる。本発明においては、検査対象物のモデルを計算機などに取り込み、抽出した画像と照らし合わせることができ、深いきずの評価が容易となる。また、モデル作成において有限要素法に代表した任意形状のモデルの取り扱いを可能とする。そのため、検査対象物の形状に制限がない。
【実施例４】
【００３９】
本発明の第４の実施形態を図７〜図８により説明する。なお、図７〜図８において、同一符号は、同一部分を示している。
【００４０】
本実施例は、渦電流信号評価手段の画像情報生成部で生成した画像を検査者が操作する入力デバイスを用いて抽出し、材質変化の可視化を行った例である。材質変化の可視化は、渦電流信号をもとに、電磁場解析技術を用いて算出することができる。本発明においては、検査対象物のモデルを計算機などに取り込み、抽出した画像と照らし合わせることができ、深いきずの評価が容易となる。また、モデル作成において有限要素法に代表した任意形状のモデルの取り扱いを可能とする。そのため、検査対象物の形状に制限がない。
【００４１】
以上より、本発明では、複数の励磁コイルの電流を制御し、適用する検査対象物の形状に依存せず、検査対象物の深部など測定箇所に適した渦電流を生成し、きずや材質変化等の特性変化を評価することを可能とする渦電流検査装置及び方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  渦電流プローブ
２  励磁コイル
３  検査対象物
４  きず
５  表示画面
６  キーボード
７  ポインティングデバイス
８  ポインタ
９  渦電流強度入力枠
１０  渦電流設定箇所
１３  抽出断面
１４  きず可視化画面
１５  材質変化可視化画面
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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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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