(57)【要約】検査対象や要求検出精度に応じて自由に形状などの変更が可能な検出コイルを用いる金属検査方法及び金属検査装置において、被検体の表面に沿う方向の磁束変化を精度良く検出し、金属検査の精度を向上させる。金属からなる被検体２の内部状態及び／又は被検体２の表面状態を磁気的に検査する金属検査方法（金属検査装置１）であって、被検体２の内部及び／又は被検体２の表面空間に、被検体２の表面に沿う交流磁界を発生させながら、コイル中心線が被検体２の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体２の表面に局部的に対向する検出コイル４によって、被検体２の表面近傍における磁束変化を検出する。
2003091655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる被検体の内部状態及び／又は被検体の表面状態を磁気的に検査する金属検査方法であって、
被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させながら、コイル中心線が被検体の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体の表面に局部的に対向する検出コイルによって、被検体の表面近傍における磁束変化を検出することを特徴とする金属検査方法。
【請求項２】
前記検出コイルを被検体の表面に沿って相対的に移動させながら、被検体の表面近傍における磁束変化を検出することを特徴とする請求項１記載の金属検査方法。
【請求項３】
金属からなる被検体の内部状態及び／又は被検体の表面状態を磁気的に検査する金属検査装置であって、
被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁部と、
コイル中心線が被検体の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体の表面に局部的に対向するように配置され、被検体の表面近傍で磁束変化を検出する検出コイルと
を備えることを特徴とする金属検査装置。
【請求項４】
前記励磁部は、コイル内周面又はコイル外周面が被検体の表面に沿うように配置され、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイルであり、前記検出コイルが、前記励磁コイルの内周部もしくはその近傍、又は、前記励磁コイルの外周部もしくはその近傍に配置されることを特徴とする請求項３記載の金属検査装置。
【請求項５】
前記励磁部は、複数の被検体近接部を有し、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間を存して、ループ状の磁気回路を形成する強磁性体のコアと、該コアを交流励磁し、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイルとを備えることを特徴とする請求項３記載の金属検査装置。
【請求項６】
前記検出コイルは、差分電圧を検出可能な差動コイルであり、該差動コイルを構成する一対のコイルが、被検体の表面に沿って並ぶことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の金属検査装置。
【請求項７】
前記検出コイルは、被検体の表面に沿って並ぶように複数設けられることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の金属検査装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、金属からなる被検体の表面検査、探傷検査、残留応力検査、材質検査などに用いられる金属検査方法及び金属検査装置に関し、特に、検査対象や要求検出精度に応じて自由に形状などの変更が可能な検出コイルを用いながら、高精度な検査を行うことができる金属検査方法及び金属検査装置に関する。
背景技術
磁気、特に交流磁界を利用し、金属からなる被検体の表面検査、探傷検査、残留応力検査、材質検査などを行う金属検査装置が知られている（例えば、特開昭５４−１０８６８５号公報、特開昭６０−１７３５１号公報参照。）。例えば、特開昭５４−１０８６８５号公報に示される渦流探傷用検出器は、コイル内周面又はコイル外周面が被検体の表面に沿うように配置され、被検体の内部や表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイルと、コイル内周面又はコイル外周面が被検体の表面に沿うように配置され、被検体の表面近傍で磁束変化を検出する検出コイルとを備えて構成されている。
しかしながら、特開昭５４−１０８６８５号公報に示される検出コイルは、被検体（パイプなど）の外周面全体又は外周面の半分を囲むように形成され、その検出範囲が広範囲であったため、検出信号が平均化されたものとなり、小さな傷や凹凸を精度良く検出したいという用途には不向きであった。また、特許文献１に示されるものでは、励磁コイルと検出コイルとを、間隔を空けて並列状に配置しているため、装置が大型になるだけでなく、検出コイル近傍の磁界強度が弱くなるという問題があった。
一方、特開昭６０−１７３５１号公報に示される表面疵探傷装置は、被検体の内部や被検体の表面空間を存して、ループ状の磁気回路を形成するコアと、このコアを交流励磁して、被検体の内部や被検体の表面空間に交流磁界を発生させる励磁コイルと、被検体の表面近傍で局部的に磁束変化を検出する検出コイルとを備えて構成されているため、被検体の局部的な検査を行うことが可能になる。
しかしながら、特開昭６０−１７３５１号公報に示される表面疵探傷装置は、コイル中心線が被検体の表面に対して垂直方向を向くように配置された検出コイルや、ホール素子などの汎用の磁気検出素子を用いて磁束変化を検出するため、検出精度に限界があったり、用途が限定されるという問題がある。
つまり、励磁コイルが発生させる交流磁界は、被検体の表面に対して略平行であり、被検体の表面形状や傷などによる磁気的な変化は、主に被検体の表面に沿う磁束の変化として現れるが、被検体の表面に対して垂直に配置された検出コイルは、磁束変化の垂直成分のみを検出するため、被検体の表面に沿う磁束の微小な密度変化までは検出できないという欠点がある。
また、金属検査装置においては、検査対象や要求検出精度に応じて、検出部の形状を適宜変更する必要があるが、ホール素子などの磁気検出素子は、予めサイズが規定され、形状変更の自由度が低いため、金属検査装置の用途が限定されたり、要求精度を確保できないといった不都合を招く欠点がある。
本発明の目的は、被検体の内部や表面空間に、被検体の表面に沿う方向の交流磁界を発生させながら、被検体の表面近傍で局部的に磁束変化を検出するにあたり、汎用の磁気検出素子を用いることなく、検査対象や要求検出精度に応じて自由に形状などの変更が可能な検出コイルを用いるものでありながら、被検体の表面に沿う方向の磁束変化をきわめて精度良く検出することができる金属検査方法及び金属検査装置を提供することにある。
発明の開示
上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作された本発明の金属検査方法は、金属からなる被検体の内部状態及び／又は被検体の表面状態を磁気的に検査する金属検査方法であって、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させながら、コイル中心線が被検体の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体の表面に局部的に対向する検出コイルによって、被検体の表面近傍における磁束変化を検出することを特徴とする。
つまり、被検体の内部や表面空間に、被検体の表面に沿う方向の交流磁界を発生させながら、被検体の表面近傍で局部的に磁束変化を検出するにあたり、ホール素子などの磁気検出素子を用いることなく、検査対象や要求検出精度に応じて自由に形状などの変更が可能な検出コイルを用いるものでありながら、コイル中心線が被検体の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体の表面に局部的に対向する検出コイルによって、被検体の表面近傍における磁束変化を検出することにより、被検体の表面に沿う方向の磁束変化をきわめて精度良く検出することが可能になる。しかも、このように配置した検出コイルは、被検体の表面に沿う方向の小型化が容易であるため、金属検査装置の分解能を簡単に向上させることができる。
また、前記金属検査方法において、前記検出コイルを被検体の表面に沿って相対的に移動させながら、被検体の表面近傍における磁束変化を検出することを特徴とする。この場合には、一つの検出コイルで１次元の検出データを得たり、１次元に配列した検出コイルで２次元の検出データを得ることができるため、検出コイルの個数を削減できるだけでなく、金属検査装置の小型化を図ることができる。
また、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作された本発明の金属検査装置は、金属からなる被検体の内部状態及び／又は被検体の表面状態を磁気的に検査する金属検査装置であって、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁部と、コイル中心線が被検体の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体の表面に局部的に対向するように配置され、被検体の表面近傍で磁束変化を検出する検出コイルとを備えることを特徴とする。
つまり、被検体の内部や表面空間に、被検体の表面に沿う方向の交流磁界を発生させながら、被検体の表面近傍で局部的に磁束変化を検出するにあたり、ホール素子などの磁気検出素子を用いることなく、検査対象や要求検出精度に応じて自由に形状などの変更が可能な検出コイルを用いるものでありながら、検出コイルを、コイル中心線が被検体の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体の表面に局部的に対向するように配置することにより、被検体の表面に沿う方向の磁束変化をきわめて精度良く検出することが可能になる。しかも、このように配置した検出コイルは、被検体の表面に沿う方向の小型化が容易であるため、金属検査装置の分解能を簡単に向上させることができる。
また、前記金属検査装置において、前記励磁部は、コイル内周面又はコイル外周面が被検体の表面に沿うように配置され、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイルであり、前記検出コイルが、前記励磁コイルの内周部もしくはその近傍、又は、前記励磁コイルの外周部もしくはその近傍に配置されることを特徴とする。この場合には、励磁コイルと検出コイルを離して配置する場合に比べ、検出コイル近傍における磁界強度を強くして検出精度を高めることができるだけでなく、装置の小型化を図ることができる。
また、前記金属検査装置において、前記励磁部は、複数の被検体近接部を有し、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間を存して、ループ状の磁気回路を形成する強磁性体のコアと、該コアを交流励磁し、被検体の内部及び／又は被検体の表面空間に、被検体の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイルとを備えることを特徴とする。この場合には、被検体の所望の位置に局部的に強い磁界を発生させることができるため、検出精度を向上させることができる。
また、前記金属検査装置において、前記検出コイルは、差分電圧を検出可能な差動コイルであり、該差動コイルを構成する一対のコイルが、被検体の表面に沿って並ぶことを特徴とする。この場合には、コイルの固有誤差や温度誤差を相殺して、検出精度を更に向上させることができる。
また、前記金属検査装置において、前記検出コイルは、被検体の表面に沿って並ぶように複数設けられることを特徴とする。この場合には、検出コイル又は被検体を、検出コイルの配列方向に対して、直交方向に走査することにより、２次元の検出データを得ることができ、また、複数の検出コイルを２次元に配列すれば、検出コイルや被検体を走査しなくても、２次元の検出データを得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第一実施形態］
まず、本発明の第一実施形態に係る金属検査装置の基本的な構成について説明する。第１図は、第一実施形態に係る金属検査装置の基本構成を示す側断面図である。この図に示される金属検査装置１は、金属からなる被検体２の内部や表面空間に交流磁界を発生させながら、被検体２の表面近傍で磁束変化を検出するために、少なくとも励磁コイル３及び検出コイル４を備えて構成されている。
励磁コイル３は、任意の芯材に巻装されるものであり、コイル内周面又はコイル外周面が被検体２の表面に沿うように配置され、所定周波数の交流電圧が印加される。励磁コイル３に交流電圧を印加すると、被検体２の内部や表面空間に、被検体２の表面に沿う交流磁界が発生する。この交流磁界の磁束は、被検体２の材質（磁束変化要因：透磁率、導電率など）、表面状態（磁束変化要因：透磁率、伝導率、渦電流、検出ギャップ、漏れ磁束など）、内部状態（磁束変化要因：透磁率、伝導率、渦電流、漏れ磁束など）などに応じて変化する。この磁束変化には、被検体２の表面に平行な成分と、被検体２の表面に垂直な成分とが含まれており、比較的大きい磁束変化の場合は、垂直成分にも大きな変化が現れるが、微小な磁束変化の場合は、垂直成分が殆ど変化せず、主に平行成分に変化が現れる。
このように構成される励磁コイル３は、被検体２と磁気回路を形成しないので、被検体２から多少離しても、被検体２の表面に必要な磁界強度を確保することができる。尚、励磁コイル３に印加する交流電圧の周波数は、被検体２の交流磁界による表皮効果を考慮して設定される。例えば、被検体２の表面を検査する場合は、交流電圧の周波数を高くし、被検体２の内部又は裏側表面を検査する場合は、交流電圧の周波数を低くすることが好ましい。
検出コイル４は、コイル中心線が被検体２の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体２の表面に局部的に対向するように配置され、被検体２の表面近傍で磁束変化を検出する。つまり、本発明の金属検査装置１は、励磁コイル３によって被検体２の内部や表面に交流磁界を発生させながら、被検体２の表面近傍における局部的な磁束変化を検出するにあたり、検出コイル４を、被検体２の表面に対して垂直方向に配置することなく、コイル中心線が被検体２の表面に沿うように配置している。これにより、垂直成分が殆ど変化せず、主に平行成分が変化するような微小な磁束変化であっても、精度良く検出することが可能になる。
また、検出コイル４は、励磁コイル３の内周部もしくはその近傍、又は、前記励磁コイル３の外周部もしくはその近傍に配置される。これにより、検出コイル４の近傍における磁界強度を強くして検出精度を更に高めることができるだけでなく、金属検査装置１の小型化を図ることが可能になる。
図２は、検出コイルの基本形を示す斜視図、第３図は、検出回路を示すブロック図である。第２図に示される検出コイル４は、差分電圧を検出可能な差動コイルである。差動コイルを構成する一対のコイルＬ１、Ｌ２は、被検体２の表面に沿って並ぶように直列に接続されており、その両端部から引き出される端子Ｔ１、Ｔ２の他に、コイルＬ１、Ｌ２間から引き出されるセンタータップ端子Ｔ３を備える。
第３図に示すように、検出回路５は、コイルＬ１、Ｌ２及び一対の抵抗Ｒ１、Ｒ２（又は可変抵抗）によってブリッジ回路６を構成しており、このブリッジ回路６からコイルＬ１、Ｌ２の差動電圧が出力される。ブリッジ回路６は、被検体２が無いとき、その差動出力が所定の値となるように抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値が初期調整される。これにより、コイルＬ１、Ｌ２の固有誤差や温度誤差が相殺された検出信号を得ることができるだけでなく、コイル中心線方向の分解能を高めることが可能になる。
ブリッジ回路６の差動出力は、差動増幅回路７によって増幅された後、同期検波回路８に入力される。同期検波回路８は、９０°移相器９を介して、励磁コイル３の交流励磁回路部１０から同期信号を入力すると共に、その周期で上記差動出力を検波し、磁束変化信号を得る。尚、この磁束変化信号は、コイルＬ１、Ｌ２の差動信号（微分信号）であるため、第３図に示す検出回路５には、金属検査装置１の走査距離をパラメータとして積分処理を行う積分回路１１が設けられている。
次に、金属検査装置１の具体的な構成について説明する。
第４図及び第５図は、検出コイルの各種形態を示す説明図である。これらの図に示す検出コイル４は、いずれも空心コイルとしてある。例えば、第４図（Ａ）の検出コイル４（第２図のものと同等）は、非磁性体の芯材４ａに、絶縁被覆された導線を巻いてコイルＬ１、Ｌ２を形成している。また、第４図（Ｂ）に示すものは、一対の検出コイル４を交差状に一体化した２軸型であり、いずれの検出コイル４も、被検体２の表面に沿うように配置される。このように構成された２軸型によれば、一方の検出コイル４が被検体２の線状欠陥（クラックなど）に対して平行になっても、他方の検出コイル４が線状欠陥に対して交差するので、線状欠陥を見落すことなく確実に検出することが可能になる。
第４図（Ｃ）は、コイル中心線方向の厚さが可及的に薄くなるように形成された検出コイル４を示している。この検出コイル４に用いる巻枠（ボビン）４ｂの外周部には、所定間隔（例えば、５０μｍ）を存して、所定幅（例えば、５０μｍ）のコイル巻装溝が２本形成されており、各コイル巻装溝に、絶縁被覆された導線を多層巻きすることにより検出コイル４が構成されている。このように構成された検出コイル４は、コイル中心線方向の厚さが薄く、しかも、コイルＬ１、Ｌ２の間隔が小さいため、コイル中心線方向の分解能を大幅に向上させることができる。
第５図に示される検出コイル４は、絶縁体からなるベース材４ｃに薄膜状の回路パターン（渦巻コイル）として形成されている。このような検出コイル４は、例えば、既存の薄膜基板製造技術によって形成することが可能であるが、半導体製造技術やマイクロマシニング技術を用いれば、さらに微小で薄い検出コイルを形成することができる。
第５図に示される検出コイル４は、薄膜基板用のベース材４ｃ（例えば、セラミック基板）を用い、その表裏に形成される導体層（例えば、銅箔）を、回路パターンに基づいて蒸着処理することにより、薄膜状のコイルＬ１、Ｌ２が形成される。つまり、差動コイルを構成する一対のコイルＬ１、Ｌ２が、きわめて薄いベース材４ｃを挟んで積層状に形成されるため、コイル中心線方向の分解能を飛躍的に向上させることが可能になる。
また、上記のように形成される検出コイル４では、第５図（Ｂ）に示すように、複数のコイルＬ１、Ｌ２を１次元に配列することが容易である。このように複数のコイルＬ１、Ｌ２を１次元に配列すれば、金属検査装置１又は被検体２を、コイルＬ１、Ｌ２の配列方向に対して、直交方向に走査することにより、２次元の検出データを得ることができる。また、第５図（Ｃ）に示すように、複数のコイルＬ１、Ｌ２が１次元に配列された検出コイル４を、金属検査装置１の走査方向に並設してもよい。この場合には、前後の検出コイル４に形成されるコイルＬ１、Ｌ２を、互いに半ピッチずらして配置することにより、１次元配列方向の隙間を無くし、検出漏れを防止することができる。尚、複数の検出コイル４を２次元に配列してもよく、この場合には、金属検査装置１や被検体２を走査しなくても、２次元の検出データが得られる。
第６図は、第一実施形態における励磁コイルと検出コイルの配置例を示す説明図である。この図に示すように、金属検査装置１は、被検体２の形態や検査箇所、検査目的に応じて、形態が適宜変更される。第６図（Ａ）は、基本的な配置関係を示しており、励磁コイル３は、外周面が被検体２の表面に沿うように配置され、検出コイル４は、励磁コイル３の外周面と被検体２の表面との間に複数配置される。また、第６図（Ｂ）は、パイプの内周面検査に適した形態を示しており、励磁コイル３は、外周面が被検体２の内周面に沿うように配置され、検出コイル４は、励磁コイル３の外周面と被検体２の内周面との間に複数配置される。
また、第６図（Ｃ）は、パイプの外周面検査に適した形態であり、励磁コイル３は、内周面が被検体２の外周面に沿うように配置され、検出コイル４は、励磁コイル３の内周面と被検体２の外周面との間に複数配置される。また、第６図（Ｄ）は、棒材などの検査に適した形態であり、励磁コイル３は、内周面が被検体２の表裏面に沿うように配置され、検出コイル４は、励磁コイル３の内周面と被検体２の表裏面との間に複数配置される。また、第６図（Ｅ）〜（Ｇ）は、被検体２を挟んで、励磁コイル３と検出コイル４を配置した例を示している。
第７図は、探傷に用いる金属検査装置の具体例を示している。この図に示される金属検査装置１は、四角柱状の芯材３ａに励磁コイル３を巻装すると共に、その外周部に、複数の検出コイル４を並列状に配置して構成されている。このように構成された金属検査装置１を、被検体２の表面に沿って移動させると、被検体２の内部状態や表面状態を２次元的にスキャンすることが可能になる。
叙述の如く構成された金属検査装置１を使用すれば、金属からなる被検体２の内部状態や表面状態を磁気的に検査するにあたり、被検体２の内部や表面空間に、被検体２の表面に沿う交流磁界を発生させながら、コイル中心線が被検体２の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体２の表面に局部的に対向する検出コイル４によって、被検体２の表面近傍における磁束変化を検出するという金属検査方法が可能になる。
つまり、被検体２の内部や表面空間に、被検体２の表面に沿う方向の交流磁界を発生させながら、被検体２の表面近傍で局部的に磁束変化を検出するにあたり、ホール素子などの磁気検出素子を用いることなく、検査対象や要求検出精度に応じて自由に形状などの変更が可能な検出コイル４を用いるものでありながら、コイル中心線が被検体２の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体２の表面に局部的に対向する検出コイル４によって、被検体２の表面近傍における磁束変化を検出することにより、被検体２の表面に沿う方向の磁束変化をきわめて精度良く検出することが可能になる。しかも、このように配置した検出コイル４は、被検体２の表面に沿う方向の小型化が容易であるため、金属検査装置１の分解能を簡単に向上させることができる。
また、上記の金属検査方法において、検出コイル４を被検体２の表面に沿って相対的に移動させながら、被検体２の表面近傍における磁束変化を検出するようにすれば、一つの検出コイル４で１次元の検出データを得たり、１次元に配列した検出コイル４で２次元の検出データを得ることができるため、検出コイル４の個数を削減できるだけでなく、金属検査装置１の小型化を図ることができる。
また、金属検査装置１の励磁部は、コイル内周面又はコイル外周面が被検体２の表面に沿うように配置され、被検体２の内部や表面空間に、被検体２の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイル３であり、検出コイル４が、励磁コイル３の内周部もしくはその近傍、又は、励磁コイル３の外周部もしくはその近傍に配置されるので、励磁コイル３と検出コイル４を離して配置する場合に比べ、検出コイル４近傍における磁界強度を強くして検出精度を高めることができるだけでなく、装置の小型化を図ることができる。
また、検出コイル４は、差分電圧を検出可能な差動コイルであり、該差動コイルを構成する一対のコイルＬ１、Ｌ２が、被検体２の表面に沿って並ぶため、コイルＬ１、Ｌ２の固有誤差や温度誤差を相殺して、検出精度を更に向上させることができる。
また、金属検査装置１では、検出コイル４が、被検体２の表面に沿って並ぶように複数設けられるので、検出コイル４又は被検体２を、検出コイル４の配列方向に対して、直交方向に走査することにより、２次元の検出データを得ることができ、また、複数の検出コイル４を２次元に配列すれば、検出コイル４や被検体２を走査しなくても、２次元の検出データを得ることができる。
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る金属検査装置について説明する。ただし、第二実施形態は、主に励磁部が第一実施形態と相違するため、検出コイル４の説明は第一実施形態のものを援用する。第８図は、第二実施形態に係る金属検査装置の基本構成を示す説明図である。この図に示される金属検査装置２１は、金属からなる被検体２の内部や表面空間に交流磁界を発生させながら、被検体２の表面近傍で磁束変化を検出するために、コア２２、励磁コイル２３及び検出コイル２４を備えて構成されている。
コア２２は、複数の被検体近接部２２ａを有しており、被検体２の内部や表面空間を存して、ループ状の磁気回路を形成するように、強磁性材料を用いて形成されている。励磁コイル２３は、コア２２に巻装され、所定周波数の交流電圧が印加される。励磁コイル２３に交流電圧を印加すると、コア２２が交流励磁され、被検体２の内部や表面空間に、被検体２の表面に沿う交流磁界が発生する。
検出コイル２４は、コイル中心線が被検体２の表面に沿い、かつ、コイル外周面が被検体２の表面に局部的に対向するように配置され、被検体２の表面近傍で磁束変化を検出する。つまり、本実施形態の金属検査装置２１は、励磁コイル２３及びコア２２によってループ状の磁気回路を形成しつつ、被検体２の表面近傍における局部的な磁束変化を検出する。このとき、検出コイル２４は、被検体２の表面に対して垂直でなく、コイル中心線が被検体２の表面に沿うように配置されることにより、被検体２の表面に沿う磁束の変化をきわめて精度良く検出することが可能になる。
第９図は、コアの各種形態を示す説明図である。この図に示されるコア２２は、いずれも磁気回路を形成可能な強磁性体であり、例えば、フェライトを用いて形成されている。コア２２の形状（側面視）としては、第９図（Ａ）に示すようなコ字型、第９図（Ｂ）に示すようなＵ字型、第９図（Ｃ）に示すようなＶ字型、第９図（Ｄ）に示すようなＣ字型などを採用することができる。また、コア２２は、励磁範囲（検査範囲）に応じて寸法が設定されており、例えば、第９図（Ｅ）に示すように、励磁コイル２３の巻き方向に幅広とすれば、コア２２の内周部に多数の検出コイル２４を１次元に配列して、検査領域を拡張することができる。また、第９図（Ｆ）に示すように、複数のコア２２を並設しても同等の効果が得られる。
第１０図は、励磁コイルの各種形態を示す説明図である。この図に示される励磁コイル２３は、いずれも絶縁被覆された導線からなり、コア２２に巻装されている。コア２２に対する励磁コイル２３の巻装位置は、第１０図（Ａ）に示すように、コア２２の上部に限らず、第１０図（Ｂ）に示すように、コア２２の左右脚部としてもよい。また、第１０図（Ｃ）に示すように、コア２２の上部及び左右脚部に励磁コイル２３を巻装してもよい。
第１１図は、第二実施形態におけるコアと検出コイルの配置例を示す説明図である。この図に示すように、金属検査装置２１においては、被検体２の形態や検査箇所、検査目的に応じて、コア２２と検出コイル２４との配置関係を任意に設定することが可能である。第１１図（Ａ）は、基本的な配置関係を示しており、検出コイル２４は、コア２２の被検体近接部２２ａ間に配置されている。また、第１１図（Ｂ）は、Ｃ型のコア２２を用いる場合の配置例を示しており、被検体２の端面検査などに適している。また、第１１図（Ｃ）は、丸棒やパイプの外周面検査に適した配置であり、検出コイル２４が被検体２を挟むように配置されている。また、第１１図（Ｄ）は、被検体２を挟んで、コア２２と検出コイル２４とを配置した例を示している。更に、第１１図（Ｅ）は、丸棒などの端面検査に適した配置である。
叙述の如く構成された第二実施形態の金属検査装置２１は、第一実施形態の金属検査装置１とほぼ同じ効果を得ることができる。しかも、金属検査装置２１は、複数の被検体近接部２２ａを有し、被検体２の内部や表面空間を存して、ループ状の磁気回路を形成する強磁性体のコア２２と、該コア２２を交流励磁し、被検体の内部や表面空間に、被検体２の表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイル２３とを備えるため、被検体２の所望の位置に局部的に強い磁界を発生させ、検出精度の向上が図れるという利点がある。
産業上の利用可能性
本発明は、金属からなる被検体の表面検査、探傷検査、残留応力検査、材質検査などに用いられる金属検査方法及び金属検査装置に関するものであり、特に、検査対象や要求検出精度に応じて自由に形状などの変更が可能な検出コイルを用て、高精度な検査を行う場合に有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、第一実施形態に係る金属検査装置の基本構成を示す側断面図である。
第２図は、検出コイルの基本形を示す斜視図である。
第３図は、検出回路を示すブロック図である。
第４図（Ａ）〜（Ｃ）は検出コイルの各種形態を示す説明図であり、（Ａ）は検出コイルの側面図、（Ｂ）は検出コイルの平面図、（Ｃ）は検出コイルの側断面図である。
第５図（Ａ）〜（Ｃ）は検出コイルの各種形態を示す説明図であり、（Ａ）は検出コイルの正面図および側面図、（Ｂ）は検出コイルの正面図、（Ｃ）は検出コイルの平面図である。
第６図（Ａ）〜（Ｇ）は第一実施形態における励磁コイルと検出コイルの配置例を示す説明図である。
第７図（Ａ）は探傷に用いる金属検査装置の具体例を示す断面図、（Ｂ）は底面図である。
第８図は、第二実施形態に係る金属検査装置の基本構成を示す説明図である。
第９図（Ａ）〜（Ｆ）はコアの各種形態を示す説明図である。
第１０図（Ａ）〜（Ｃ）は励磁コイルの各種形態を示す説明図である。
第１１図（Ａ）〜（Ｅ）は第二実施形態におけるコアと検出コイルの配置例を示す説明図である。
【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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【国際調査報告】
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