(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の表面に渦電流を発生させるための検出コイルと、
前記検出コイルに交流電流を供給するための発振器と、
前記検出コイルのインピーダンスを測定するためのブリッジ回路と、
電源部と
を備え、前記ブリッジ回路で測定されるインピーダンスの変化に基づいて前記被検査体の表面における傷を検出する探傷装置において、
少なくとも前記発振器、前記ブリッジ回路及び前記電源部を筐体の内部に収容し、前記筐体の内部を外部と遮断すると共に、前記筐体の内部の空気を攪拌する空気攪拌手段を前記電源部の一側側に配置することにより、前記筐体の内部では前記電源部からの発熱が前記空気攪拌手段により空気と共に攪拌され、前記筐体の内部が早期に暖められ、前記筐体の内部の前記発振器及び前記ブリッジ回路も早期に暖められることを特徴とする探傷装置。
【請求項２】
前記空気攪拌手段は、電動ファンであることを特徴とする請求項１に記載の探傷装置。
【請求項３】
前記筐体の内部の温度を検出するための内部温度検出手段と、
前記筐体の外部の温度を検出するための外部温度検出手段と、
前記検出される内部及び外部の温度に基づき前記ブリッジ回路が正常動作可能か否かを判断するための動作判断手段と、
前記判断された結果を表示する表示手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検出コイルを流れる渦電流を利用して被検査体の表面の傷を検出するために使用される探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載のブリッジ回路を用いたギャップ検出装置が知られている。この装置は、検出用のコイルと、信号を発生させる発振回路と、コイルからの出力信号から、検出信号を検波する検波整流回路と、検出信号を直線化するリニアライザとを備える。また、この装置は、コイルの温度を検出するコイル温度検出回路と、コイルの温度が低いときにコイルの検出信号を補正する低温度域補正回路と、コイルの温度が高いときにコイルの検出信号を補正する高温度域補正回路とを更に備える。この装置は、上記のように構成することで、簡単な構成により、広範囲の温度に対して温度を補償した検出信号を得るようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８３１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の検出装置では、ブリッジ回路の各電気抵抗の温度が一様でないと、測定精度が悪くなるおそれがあった。しかし、その事に関する言及や示唆は、特許文献１には特にない。また、コイルの温度補償は、回路の追加が必要になるため、装置がコスト高になる傾向があった。
【０００５】
ここで、従来の探傷装置につき、その測定数に対する、ブリッジ回路等の電気回路を収容した筐体の内部温度、筐体の外部温度及び測定値のばらつきの挙動を図７にグラフにより示す。このグラフから明らかなように、測定数が「１〜１２０（回）」の間では、内部温度が「２７.５（℃）」から「４０（℃）」前後まで変化し、外部温度との差も「２〜１２（℃）」の間で変化する。この間の測定値のばらつきの変化も大きい。これに対し、測定数が「１２０（回）」以降は、内部温度が「４０〜４２（℃）」の間で変化する程度で、内部温度と外部温度との差の変化も小さい。従って、探傷装置の動作開始後、しばらくの間は、正確な測定ができない。図７に示すように、筐体内部の温度は、「４５（℃）」未満にはなるので、本来、ブリッジ回路が故障する「８０〜９０（℃）」には達することがない。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、起動後に検出信号を早期に温度補償することを可能とし、そのための構成を比較的安価なものにすることを可能とした探傷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被検査体の表面に渦電流を発生させるための検出コイルと、検出コイルに交流電流を供給するための発振器と、検出コイルのインピーダンスを測定するためのブリッジ回路と、電源部とを備え、ブリッジ回路で測定されるインピーダンスの変化に基づいて被検査体の表面における傷を検出する探傷装置において、少なくとも発振器、ブリッジ回路及び電源部を筐体の内部に収容し、筐体の内部を外部と遮断すると共に、筐体の内部の空気を攪拌する空気攪拌手段を電源部の一側側に配置することにより、筐体の内部では電源部からの発熱が空気攪拌手段により空気と共に攪拌され、筐体の内部が早期に暖められ、筐体の内部の発振器及びブリッジ回路も早期に暖められることを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、この探傷装置を起動させることにより、筐体の内部では電源部からの発熱が空気攪拌手段により空気と共に攪拌され、筐体の内部が早期に暖められる。これに伴い、筐体の内部の発振器及びブリッジ回路も早期に暖められる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、空気攪拌手段は、電動ファンであることが好ましい。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、筐体の内部の温度を検出するための内部温度検出手段と、筐体の外部の温度を検出するための外部温度検出手段と、検出される内部及び外部の温度に基づきブリッジ回路が正常動作可能か否かを判断するための動作判断手段と、判断された結果を表示する表示手段とを更に備えたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、動作判断手段が筐体の内部と外部で検出される内部及び外部の温度に基づきブリッジ回路の正常動作可能か否かを判断し、その判断結果が表示手段に表示される。従って、作業者は、探傷装置の検出結果を、表示手段の表示結果と照らし合わせることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１又は２に記載の発明によれば、起動後に検出信号を早期に温度補償することができ、そのための構成を比較的安価なものとすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、正常な探傷装置により被検査体の傷などを正確に検出することができ、検出結果の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係り、探傷装置を示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係り、探傷装置の電気的構成を示すブロック回路図。
【図３】同実施形態に係り、筐体内部の電気的構成の平面配置を示すブロック図。
【図４】同実施形態に係り、図３のブロック図をより詳細に示すブロック図。
【図５】同実施形態に係り、装置検査のための制御プログラムを示すフローチャート。
【図６】同実施形態に係り、測定数に対する計測値の変化を示すグラフ。
【図７】従来例に係り、測定数に対する、筐体の内部温度、筐体の外部温度及び測定値のばらつきの挙動を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の探傷装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。図１に、この実施形態の探傷装置１を概略構成図により示す。図２に、この探傷装置１の電気的構成をブロック回路図により示す。
【００１６】
図１，２に示すように、探傷装置１は、被検査体である金属製のワーク２の表面に渦電流を発生させるための検出コイル１１と、その検出コイル１１に交流電流を供給するための発振器１２と、検出コイル１１のインピーダンスを測定するためのブリッジ回路１３とを備える。また、探傷装置１は、ブリッジ回路１３の出力信号を増幅するための増幅回路１４と、増幅回路１４の出力信号を位相弁別して判定し易くするための同期検波回路１５と、同期検波回路１５の出力信号をノイズカットして検出性能を向上させるためのフィルタ回路１６と、フィルタ回路１６を通過した信号につき、振幅・位相判定などの処理をして合否判定信号を出力するためのソフト処理回路１７と、表示器１８とを更に備える。
【００１７】
ブリッジ回路１３は、検出コイル１１との間で信号のやりとりをするようになっている。同期検波回路１５からは、表示器１８へ信号が出力されるようになっている。フィルタ回路１６からは、外部へデータが出力されるようになっている。ソフト処理回路１７からは、外部へ判定出力が行われるようになっている。そして、探傷装置１は、ブリッジ回路１３により測定されるインピーダンスの変化に基づいてワーク２の表面における傷３を検出するようになっている。
【００１８】
ここで、探傷装置１は、図１，２に示すように、発振器１２、ブリッジ回路１３、増幅回路１４，同期検波回路１５、フィルタ回路１６、ソフト処理回路１７及び表示器１８等を収容する筐体６を備える。この筐体６の内部は、外部と遮断されている。図３に、筐体６の内部における電気的構成の平面配置をブロック図により示す。図４に、図３をより詳細にブロック図により示す。
【００１９】
図３に示すように、筐体６の内部には、電気的構成として、表示部２１、計測部２２、演算部２３、入出力部２４及び電源部２５が配置される。表示部２１は、筐体６の前側全幅に渡って配置される。表示部２１の後側には計測部２２と演算部２３が横並びに配置される。計測部２２の後側には、入出力部２４が配置される。演算部２３の後側には、電源部２５が配置される。入出力部２４と電源部２５は横並びに配置される。
【００２０】
図４に示すように、計測部２２には、発振器１２、ブリッジ回路１３及び増幅回路１４等を含むセンサ基板が配置される。演算部２３は、複数の演算部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃにより構成される。各演算部２３Ａ〜２３Ｃには、ＣＰＵ、Ａ／Ｄ基板が配置される。電源部２５には、その右半分に配置された整流部２６を含む。これら、センサ基板、演算部２３及び電源部２５は、本発明の発熱する電気部品に相当する。
【００２１】
整流部２６の前側と演算部２３との間には、循環ファン３１が配置される。筐体６の高さ方向における循環ファン３１の配置は、その他の各部の配置にかかわらず、筐体６内の温かい空気を効果的に攪拌するために、筐体６の上面寄りに配置される。循環ファン３１の風向は、演算部２３に向いている。循環ファン３１は、筐体６の内部の空気を攪拌するための空気攪拌手段に相当し、電動ファンにより構成される。電源部２５の左半分の前側であって、循環ファン３１の隣には、温度センサ基板３２が配置される。
【００２２】
更に、この探傷装置１は、筐体６の内部の温度を検出するための内部温度検出手段に相当する第１内部温度センサ３３及び第２内部温度センサ３４と、筐体６の外部の温度を検出するための外部温度検出手段としての外部温度センサ３５とを更に備える。第１内部温度センサ３３は、整流部２６と循環ファン３１との間に配置され、その部分の温度を第１内部温度Ｔｉ１として検出する。第２内部温度センサ３４は、表示部２１を構成する表示器１８と計測部２２との間に配置され、その部分の温度を第２内部温度Ｔｉ２として検出する。外部温度センサ３５は、筐体６の外部であって、電源部２５の後方に配置され、筐体６の外部温度Ｔｏを検出する。各温度センサ３３〜３５は、温度センサ基板３２に接続される。
【００２３】
温度センサ基板３２は、演算部２３に接続される。演算部２３は、各温度センサ３３〜３５により検出される各内部温度Ｔｉ１，Ｔｉ２及び外部温度Ｔｏに基づきブリッジ回路１３が正常動作可能か否かを判断するための本発明の動作判断手段に相当する。演算部２３は、その判断された結果を表示手段としての表示器１８に表示するようになっている。
【００２４】
次に、演算部２３のＣＰＵが実行する装置検査のための制御プログラムを図５のフローチャートを参照して以下に説明する。
【００２５】
ステップ１００で、装置検査の指示が行われると、ステップ１０１で、ＣＰＵは、この探傷装置１の検査を行うために、各温度センサ３３〜３５の検出値を読み込む。すなわち、ＣＰＵは、第１内部温度センサ３３により検出される第１内部温度Ｔｉ１、第２内部温度センサ３４により検出される第２内部温度Ｔｉ２、及び外部温度センサ３５により検出される外部温度Ｔｏの検出値をそれぞれ読み込む。
【００２６】
次に、ステップ１０２で、ＣＰＵは、読み込まれた第１内部温度Ｔｉ１と外部温度Ｔｏとの差を内外温度差ＴＥioとして算出する。
【００２７】
続いて、ステップ１０３で、ＣＰＵは、第１内部温度Ｔｉ１と第２内部温度Ｔｉ２との差の絶対値を内温度差ＴＥiiの絶対値として算出する。
【００２８】
その後、ステップ１０４で、ＣＰＵは、内外温度差ＴＥioが「１２（℃）」より高く「１６（℃）」より低いか否かを判断する。この「１２〜１６（℃）」の範囲は、筐体６の内部温度Ｔｉ１，Ｔｉ２が安定したときに外部温度Ｔｏとの間で生じるほぼ一定の差である。この判断結果が否定となる場合、ＣＰＵは、処理をステップ１０１へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＣＰＵは、処理をステップ１０５へ移行する。
【００２９】
ステップ１０５で、ＣＰＵは、内温度差ＴＥiiの絶対値が「２（℃）」より低いか否かを判断する。この「０〜２（℃）」の範囲は、筐体６の内部温度Ｔｉ１，Ｔｉ２が安定していることを意味する。この判断結果が否定となる場合、ＣＰＵは、処理をステップ１０１へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＣＰＵは、処理をステップ１０６へ移行する。
【００３０】
ステップ１０６で、ＣＰＵは、前回の内外温度差ＴＥioＯと今回の内外温度差ＴＥioとの差を内外温度差変動ΔＴＥioとして算出する。
【００３１】
そして、ステップ１０７で、ＣＰＵは、その算出された内外温度差変動ΔＴＥioが「２（℃）」以下であるか否かを判断する。すなわち、ＣＰＵは、内外温度差ＴＥioの変動が小さく、各内部温度Ｔｉ１，Ｔｉ２の変動が小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、上記算出した内外温度差ＴＥio、内温度差ＴＥiiの絶対値及び内外温度差変動ΔＴＥioの値を演算部２３のメモリに記憶する。その後、ステップ１０９で、ＣＰＵは、正常表示を行う。すなわち、ＣＰＵは、表示器１８により、探傷装置１が正常であることを表示する。
【００３２】
一方、ステップ１０７の判断結果が否定となる場合、ＣＰＵは、ステップ１１０で、異常表示を行う。すなわち、ＣＰＵは、表示器１８により、探傷装置１が異常であることを表示する。
【００３３】
以上説明したこの実施形態の探傷装置１によれば、同装置１を起動させることにより、筐体６の内部では各種電気部品からの発熱が循環ファン３１により空気と共に攪拌される。特に、この実施形態では、発熱量の比較的多い電源部２５が筐体６の中に配置され、その前方に循環ファン３１が配置される。従って、電源部２５の発熱が効果的に攪拌されて筐体６の中を循環することとなり、筐体６の内部が早期に暖められる。これに伴い、筐体６の内部の発振器１２及びブリッジ回路１３等の回路も早期に暖められる。このため、探傷装置１の起動後、検出信号を早期に温度補償することができる。また、そのための構成も比較的安価なものにすることができる。
【００３４】
また、この実施形態の探傷装置１によれば、演算部２３が筐体６の内部と外部で検出される内部温度Ｔｉ１，Ｔｉ２及び外部温度Ｔｏに基づきブリッジ回路１３が正常動作可能か否かを判断し、その判断結果が表示器１８により表示される。従って、作業者は、探傷装置１の検出結果を、表示器１８の表示結果と照らし合わせることが可能となる。このため、正常な探傷装置１によりワーク２の傷３などを正確に検出することができる。これにより検出結果の信頼性を確保することができる。
【００３５】
ここで、この実施形態の探傷装置１による測定結果（菱形印）を、従来の探傷装置の測定結果（黒丸印）と比較して図６に示す。図６に、測定数に対する計測値の変化をグラフにより示す。このグラフからも明らかなように、この探傷装置１の測定結果は、測定数の「１回目」から「１４６回目」までの間で、おおよそ、「３１３０（ｍｖ）」〜「３１４０（ｍｖ）」の範囲内で細かく変動するだけで、探傷装置１の起動直後から測定値がほぼ安定することが分かる。
【００３６】
これに対し、従来の探傷装置では、起動直後は計測値が「３２００（ｍｖ）」あったのに対し、その後、測定数が「１００（回）」程度になるまで計測値が「３１３０（ｍｖ）」近くまで下がり続け、その後、おおよそ、「３１３０（ｍｖ）」〜「３１４０（ｍｖ）」の範囲内で細かく変動するだけとなる。従って、従来の探傷装置では、測定数が「１〜１００（回）」までの間で安定した測定値が得られず、探傷装置の起動後から測定値を有効に使用することができないことが分かる。
【００３７】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。
【００３８】
例えば、前記実施形態では、発熱する電気部品として電源部２５を筐体６の内部に設けたが、この電源部を筐体の外部に別途設けた場合は、筐体の中に設けられる各種電気回路が、発熱する電気部品に相当することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明は、金属製品の表面の探傷に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  探傷装置
２  ワーク（被検査体）
３  傷
６  筐体
１１  検出コイル
１２  発振器（発熱する電気部品）
１３  ブリッジ回路（発熱する電気部品）
１８  表示器（表示手段）
２３  演算部（動作判断手段、発熱する電気部品）
２５  電源部（発熱する電気部品）
３１  循環ファン（空気攪拌手段）
３２  温度センサ基板（発熱する電気部品）
３３  第１内部温度センサ（内部温度検出手段）
３４  第２内部温度センサ（内部温度検出手段）
３５  外部温度センサ（外部温度検出手段）
【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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