(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中実又は中空の柱状であって強磁性体金属材で形成され且つ基端部が地盤に埋設された被検査物に対し、地盤内であって前記地盤の表面に隣接する地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブであって、
側面視で湾曲または屈曲した形状に形成されると共に、長手方向の一端側に、前記被検査物のうち地盤の表面から離れた健全部分の表面に対面するＡ面が形成され、長手方向の他端側に、前記地盤の表面に対面するＢ面が形成された磁性体コアと、
前記磁性体コアの長手方向の中途に巻回状に取り付けられた励磁コイルと、
前記磁性体コアの他端部に対して、当該他端部の周縁に巻回状に取り付けられた検出コイルと、
を有し、
厚みＴに形成される被検査物に発生していて、前記地盤の表面から深さＤに位置する腐食部分に対して、前記検出コイルが検出する信号のＳ／Ｎ比を大きくすべく、式（１）の関係を満足する
ことを特徴とする被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ。
【数１】
0006529896.tif 000015
【請求項２】
前記健全部分の複数箇所を断続的または連続的に測定するのに用いられる渦流探傷プローブであって、
前記渦流探傷プローブが、前記被検査物の健全部分の表面に対面する前記磁性体コアのＡ面の中央側に磁気測定素子、または前記磁性体コアのＡ面の周縁部に巻回された補正コイル、を具備することを特徴とする請求項１に記載の被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ。
【請求項３】
前記健全部分の表面に対面するＡ面と、前記地盤の表面に対面するＢ面と、前記Ａ面より上方に位置すると共に前記地盤の表面に平行とされたＣ面とを、有する略Ｔ字型の磁性体コアと、
前記磁性体コアのＡ面側に巻回された励磁コイルと、
前記磁性体コアのＢ面側に巻回された第１の検出コイルと、
前記磁性体コアのＣ面側に巻回された第２の検出コイルと、
を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ。
【請求項４】
前記磁性体コアとして、断面が略Ｌ字型のものが用いられ、
前記Ｂ面側に配備された検出コイルの外側に、前記励磁コイルが巻回状に配備されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ。
【請求項５】
前記磁性体コアには、Ａ面とＢ面との交差部から内部に向けて、平行四辺形状の断面を有する切り欠き部が形成され、
前記切り欠き部に、前記励磁コイル、検出コイル、及び補正コイルが巻回されており、以下の式（２）を満足することを特徴とする請求項２に記載の被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ。
【数２】
0006529896.tif 000016
【請求項６】
請求項２又は５に記載された渦流探傷プローブを用いて地際部分の減肉状態を検知するに際しては、
前記複数箇所の測定位置毎における、前記Ａ面を貫通する磁束線の磁束密度、または前記補正コイルに発生する最大の起電力をモニタリングし、
前記磁束密度または前記最大の起電力の変動の相対比の４乗根を求め、
前記求められた４乗根の値で、前記測定位置で検出コイルから出力される信号を除することで、前記渦流探傷プローブと被検査物との間隙のバラツキによる感度誤差を補正しておく
ことを特徴とする渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法。
【請求項７】
互いに異なる深さｄで前記Ｓ／Ｎ比が大きくなるように設計された複数の渦流探傷プローブを用い、
前記被検査物の表面の測定箇所に、前記複数の渦流探傷プローブのそれぞれを対面させて探傷検出信号を断続的または連続的に測定し、
それぞれの渦流探傷プローブで測定された同一の測定位置における探傷検出信号を総合して、被検査物の地際部分の減肉状態を検知すること
を特徴とする請求項６に記載の渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法。
【請求項８】
前記Ｓ／Ｎ比が大きくなる深さｄがそれぞれ［d1,d2,d3・・・］となる複数の渦流探傷プローブを用い、前記同一の測定位置での複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2, ΔV3・・・］を測定し、
前記測定された複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2, ΔV3・・・］を用いて、当該深さ［d1,d2,d3・・・］の腐食量（減肉量）［e1,e2,e3・・・］を、前記複数の渦流探傷プローブの応答行列［Ｃ］の逆行列［Ｃ］-1を重みとした［ΔV1,ΔV2,ΔV3・・・］の線形結合の式で表現し、前記線形結合の式を用いて、被検査物Ｗの地際部分の減肉状態を検知する
ことを特徴とする請求項７に記載の渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか記載の渦流探傷プローブを用いて測定された探傷検出信号に対して、
前記探傷検出信号から求めた減衰定数λを用いて、被検査物の地際部分の減肉状態を推定する
ことを特徴とする渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか記載の渦流探傷プローブを用い、
前記健全部分について測定を行った場合の参照信号と、前記地際部分について測定を行った場合の信号とを比較して、被検査物の地際部分の減肉状態を検知するに際しては、
同一の渦流探傷プローブを地盤の表面から上方の健全部分にリフトオフさせることで前記参照信号を得る
ことを特徴とする渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれかに記載された同一の渦流探傷プローブを２つ用意し、
一方の渦流探傷プローブを、地盤の表面から離れた健全部分に対する参照信号をとるために地盤の表面から離して設置し、
他方の渦流探傷プローブを、地際部分に対する信号をとるために地盤の表面に隣接させて設置し、
前記参照信号と地際部分に対する信号との差分信号を用いて、被検査物の地際部分の減肉状態を検知する
ことを特徴とする渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法。
【請求項１２】
請求項７〜９のいずれかに記載の減肉検知方法において、
任意時刻における減衰定数を求めるために必要な、測定減衰曲線から測定ノイズが平滑除去された値およびその時刻における微分値を求めるに際して、適合型移動平均法を用いることを特徴とする渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明柱や鉄塔等のように、地盤等の基礎部分に一部が埋められた状態で設けられた強磁性体の被検査物に対して、当該基礎部分に埋められた部分のうち、被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路などに設けられる構造物の中には、例えば鋼管からなる照明柱や標識柱、信号柱、ガードレールの支柱、あるいは断面Ｌ字状のいわゆるアングル材で構成された鉄塔のような部材が、数多く存在する。このような構造物は、地盤等の基礎部分に構造物の一部が埋設されており（以降、このような構造物を一部埋設構造物という）、埋め込まれた部分のうち、基礎部分の表面に近い地際部分に海塩粒子や結露水等の腐食因子が集中したり、地上と地中の間に電位差が生じたりしてマクロ腐食現象が進行し、地際部分に大きな減肉が発生することがある。また、このようなマクロ腐食現象は、基礎地盤上に立設されるものだけでなく、例えばコンクリート壁に一部が埋め込まれて残りの部分が水平に突出する鋼管等においても発生する。
【０００３】
このような減肉を伴う地際部分の腐食は、構造物全体の強度を低下させる要因となり得る。その一方で、このような地際部分の腐食は特に地盤の表面（以降、地面だけでなくコンクリート基礎などを含めて地盤という）から深さ50mm程度の範囲内で顕著に進行するため、構造物を外観から目視するのみでは減肉状態を検知することはできない。
このような地際部分の腐食による減肉を検査する方法としては、従来から、次の（Ａ）〜（Ｃ）に示すような技術が知られている。
（Ａ）地際部分が埋められた地盤を掘削などの手段で除去して地際部分を露出させ、露出した地際部分を目視で観察したり、ノギスなどを用いて肉厚測定したりする。
（Ｂ）超音波探傷法を利用する。具体的には、構造物のうち外部に露出している部分に超音波探傷子を装着し、この探傷子から地盤内に向かつてＳＨ波を発信し、その反射波から欠陥の有無を判定する(例えば、特許文献１参照)。
（Ｃ）パルス禍電流探傷法を適用する。具体的には、被検査物において減肉等の欠陥が想定される部分の表面に励磁コイル及び検出部（例えば、受信コイル）を含む測定プローブを、所定の傾斜角度で被検査物に対して傾斜するように設置する。
【０００４】
具体的には、（Ｃ）の方法は、以下のようにして行われる。
すなわち、柱状の被検査物と地盤の表面との交点に励磁コイルの中心軸が向くように、測定プローブを配置し、励磁コイルに直流のパルス電流を流す。このように励磁コイルに直流のパルス電流が流されると励磁コイルで磁界が発生し、励磁コイルでの磁界の急激な変化が、測定プローブの一方端に対面する被検査物の表面に渦電流を生じさせる。この励磁コイルで発生した磁束線は、被検査物の表面皮下を通過し、地際部分から被検査物を抜けて地中を通り、測定プローブの他方端に吸い込まれる経路をとる。
【０００５】
一方、被検査物の表面に発生した渦電流は、減衰しながら徐々に被検査物の内部に浸透していき、被検査物の埋設部分まで侵入後、地際部分よりさらに深い部分から地中に抜けて、測定プローブの他方端に吸い込まれる。
つまり、パルス電流が遮断された後、励磁コイルでの磁界の急激な変化により被検査物の内部に磁束線が発生するが、この磁束線は時間の経過と共に被検査物の内部で消失していく。この消失の過程は磁束線の経路が徐々に外側に向かって広がるように変化するものとなっており、消失の過程で磁束線の経路が被検査物の地際部分の腐食箇所を貫くように
なると、渦電流が急激に減衰するようになる。それゆえ、渦電流の時間変化を検出部で検出し、渦電流が形成されてから渦電流が急激に減衰するまでの時間、すなわち渦電流の残存時聞を求め、求められた渦電流の残存時聞から被検査物の肉厚を推定すれば、腐食箇所での減肉状態を検知することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１６０６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来法（Ａ）〜（Ｃ）の方法には、次のような問題がある。
（Ａ）の方法は、地盤の掘削等及び検査後の埋戻しのために大掛かりな作業を要する。また、（Ａ）の方法では、掘削後にノギス等を用いて円管等の肉厚を測定する必要があるが、このような作業も面倒なものとなる。
（Ｂ）の方法は、被検査物の表面が塗膜等で覆われている場合に適用することができない。換言すれば、（Ｂ）の方法を適用するには事前に塗膜等を除去する作業が必要であり、構造物をそのままの状態に保ちながら簡便に検査することは困難である。
【０００８】
（Ｃ）の方法は、以下に示すようなさまざまな問題を備えている。
・腐食具合の検出感度が低い。
被検査物および地際部分の腐食箇所が測定プローブから遠く離れているため、被検査物および腐食箇所を通過する磁気回路の磁気抵抗も大きく、結果として検出コイルを誘起する磁束線が少なくなってしまう。そのため、信号強度が低く、減肉状態の検出感度も低くくなる。
・測定プローブを被検査物の周囲に旋回させて腐食の分布を調査しようとした場合、測定の精度が悪いものとなる。
【０００９】
測定プローブを被検出物の周囲を旋回させて、腐食程度の周方向分布を調べる際に、周回機構の不完全さから、プローブコアと、それに対向する被検査物の健全表面との距離が不規則に変化する。このような距離の変化があると、磁気抵抗も変化し、地際部分の腐食箇所を貫通する磁束線の強度も変化するため、ひいては減肉状態の検出感度にもばらつきが生じてしまう。それゆえ、測定プローブを被検出物の周囲に旋回させて腐食の分布の検出を行うと、場所によって信号強度がばらつくために、減肉状態の検出を精度良く行うことができない。
・地盤の表面から腐食箇所までの深さに合わせて、測定プローブの感度を調整する方法が確立されておらず、腐食箇所の深さによっては減肉状態を精度良く検出することができなかった。
・地盤の表面からの深さ方向に沿った減肉の分布情報を得ることができない。
・従来のパルス渦流探傷法では、検出コイル信号の減衰曲線の傾きの急増箇所の時刻を測定していたため、信号ノイズの影響を直接受けて、定量性（再現性）が悪かった。
【００１０】
すなわち、従来法（Ａ）〜（Ｃ）の方法のいずれかを採用したとしても、被検査物の地際部分の減肉状態を確実に検知することが困難であった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、地盤の掘削等の面倒な作業を行うことなく、地盤に一部が埋められた被検査物の地際部分の減肉状態を検知することが可能である渦流探傷プローブ及び渦流探傷プローブを用いた腐食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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブは以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブは、中実又は中空の柱状であって強磁性体金属材で形成され且つ基端部が地盤に埋設された被検査物に対し、地盤内であって前記地盤の表面に隣接する地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブであって、側面視で湾曲または屈曲した形状に形成されると共に、長手方向の一端側に、前記被検査物のうち地盤の表面から離れた健全部分の表面に対面するＡ面が形成され、長手方向の他端側に、前記地盤の表面に対面するＢ面が形成された磁性体コアと、前記磁性体コアの長手方向の中途に巻回状に取り付けられた励磁コイルと、前記磁性体コアの他端部に対して、当該他端部の周縁に巻回状に取り付けられた検出コイルと、を有し、厚みＴに形成される被検査物に発生していて、前記地盤の表面から深さＤに位置する腐食部分に対して、前記検出コイルが検出する信号のＳ／Ｎ比を大きくすべく、式（１）の関係を満足することを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記健全部分の複数箇所を断続的または連続的に測定するのに用いられる渦流探傷プローブであって、前記渦流探傷プローブが、前記被検査物の健全部分の表面に対面する前記磁性体コアのＡ面の中央側に磁気測定素子、または前記磁性体コアのＡ面の周縁部に巻回された補正コイル、を具備するとよい。
【００１３】
【数１】
0006529896.tif 000002
【００１４】
好ましくは、前記健全部分の表面に対面するＡ面と、前記地盤の表面に対面するＢ面と、前記Ａ面より上方に位置すると共に前記地盤の表面に平行とされたＣ面とを、有する略Ｔ字型の磁性体コアと、前記磁性体コアのＡ面側に巻回された励磁コイルと、前記磁性体コアのＢ面側に巻回された第１の検出コイルと、前記磁性体コアのＣ面側に巻回された第２の検出コイルと、を有するとよい。
【００１５】
好ましくは、前記磁性体コアとして、断面が略Ｌ字型のものが用いられ、前記Ｂ面側に配備された検出コイルの外側に、前記励磁コイルが巻回状に配備されているとよい。
好ましくは、前記磁性体コアには、Ａ面とＢ面との交差部から内部に向けて、平行四辺形状の断面を有する切り欠き部が形成され、前記切り欠き部に、前記励磁コイル、検出コイル、及び補正コイルが巻回されており、以下の式（２）を満足するとよい。
【００１６】
【数２】
0006529896.tif 000003
【００１７】
一方、本発明の渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法は、上述した渦流探傷プローブを用いて地際部分の減肉状態を検知するに際しては、前記複数箇所の測定位置毎における、前記Ａ面を貫通する磁束線の磁束密度、または前記補正コイルに発生する最大の起電力をモニタリングし、前記磁束密度または前記最大の起電力の変動の相対比の４乗根を求め、前記求められた４乗根の値で、前記測定位置で検出コイルから出力される信号を除することで、前記渦流探傷プローブと被検査物との間隙のバラツキによる感度誤差を補正しておくことを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、互いに異なる深さｄで前記Ｓ／Ｎ比が大きくなるように設計された複数の渦流探傷プローブを用い、前記被検査物の表面の測定箇所に、前記複数の渦流探傷プローブのそれぞれを対面させて探傷検出信号を断続的または連続的に測定し、それぞれの渦流探傷プローブで測定された同一の測定位置における探傷検出信号を総合して、被検査物の地際部分の減肉状態を検知するとよい。
【００１９】
好ましくは、前記Ｓ／Ｎ比が大きくなる深さｄがそれぞれ［d1,d2,d3・・・］となる複数の渦流探傷プローブを用い、前記同一の測定位置での複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2,
ΔV3・・・］を測定し、前記測定された複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2, ΔV3・・・］を用いて、当該深さ［d1,d2,d3・・・］の腐食量（減肉量）［e1,e2,e3・・・］を、前記複数の渦流探傷プローブの応答行列［Ｃ］の逆行列［Ｃ］-1を重みとした［ΔV1,ΔV2, ΔV3・・・］の線形結合の式で表現し、前記線形結合の式を用いて、被検査物の地際部分の減肉状態を検知するとよい。
【００２０】
好ましくは、上述した渦流探傷プローブを用いて測定された探傷検出信号に対して、前記探傷検出信号から求めた減衰定数λを用いて、被検査物の地際部分の減肉状態を推定するとよい。
好ましくは、上述した渦流探傷プローブを用い、前記健全部分について測定を行った場合の参照信号と、前記地際部分について測定を行った場合の信号とを比較して、被検査物の地際部分の減肉状態を検知するに際しては、同一の渦流探傷プローブを地盤の表面から上方の健全部分にリフトオフさせることで前記参照信号を得るとよい。
【００２１】
好ましくは、上述した同一の渦流探傷プローブを２つ用意し、一方の渦流探傷プローブを、地盤の表面から離れた健全部分に対する参照信号をとるために地盤の表面から離して設置し、他方の渦流探傷プローブを、地際部分に対する信号をとるために地盤の表面に隣接させて設置し、前記参照信号と地際部分に対する信号との差分信号を用いて、被検査物の地際部分の減肉状態を検知するとよい。
【００２２】
好ましくは、上述した減肉検知方法において、任意時刻における減衰定数を求めるために必要な、測定減衰曲線から測定ノイズが平滑除去された値およびその時刻における微分値を求めるに際して、適合型移動平均法を用いるとよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ及び渦流探傷プローブによる減肉検知方法によれば、地盤の掘削等の面倒な作業を行うことなく、基礎部分に一部が埋められた構造物の地際部分の減肉状況を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の渦流探傷プローブの基本構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態及び第２実施形態の渦流探傷プローブの断面内に発生する磁束線分布と、地際直下の腐食部を通る磁束線との関係を示した図である。
【図３】第１実施形態及び第２実施形態の渦流探傷プローブと、従来の渦流探傷プローブとで検出感度を比較した図である。
【図４】第２実施形態の渦流探傷プローブを用いた場合のパルス励磁磁束線分布の時間挙動を断面状態で示した図である。
【図５】第３実施形態の渦流探傷プローブを、円管状の被検査物の周りに旋回させて、深さ方向の腐食度合いを推定する方法を模式的に示した図である。
【図６】渦流探傷プローブと被検査物との間隙距離に対する感度の特性とその補正方法を模式的に示した図である。
【図７】本発明の渦流探傷プローブ（磁性体コア）の幾何形状と腐食部の相対位置を規定する各パラメータを示した図である。
【図８Ａ】腐食部減肉の感度に対する各パラメータ依存性を表現する近似回帰式と、精度検証を示した図である。
【図８Ｂ】最適化設計条件の具体例（１）を示した図である。
【図８Ｃ】最適化設計条件の具体例（２）を示した図である。
【図９】腐食深さに適した渦流探傷プローブの幾何形状の態様を示した図である。
【図１０Ａ】異なる深さに感度を持つ３つの渦流探傷プローブを、被検査物の周りを同時に旋回させつつ検査を行う方法を示した図である。
【図１０Ｂ】異なる深さに感度を持つ３つの渦流探傷プローブの磁束線挙動と、感度最大深さの状況との関係を示した図である。
【図１１Ａ】本発明の渦流探傷プローブを用いて被検査物を測定した信号特性をリニアで示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の渦流探傷プローブを用いて被検査物を測定した信号特性を対数で示す図である。
【図１１Ｃ】本発明の渦流探傷プローブを用いて被検査物を測定した信号特性の減衰定数の変化を示す図である。
【図１１Ｄ】本発明の渦流探傷プローブを用いて被検査物を測定した腐食減肉量と減衰時間の相関関係を示す図である。
【図１１Ｅ】本発明の渦流探傷プローブを用いて被検査物を測定した減衰曲線での時間差を示す図である。
【図１１Ｆ】本発明の渦流探傷プローブを用いて被検査物を測定した推定腐食量の方法比較を示す図である。
【図１２】地表面上方にリフトオフさせることで、健全部に対する参照信号測定を得る方法を示す図である。
【図１３Ａ】参照部信号用と埋設部信号用を一体化させた渦流探傷プローブの実施例を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの渦流探傷プローブの適用時に、地際付近が被覆材で保護されている状況を想定する図である。
【図１３Ｃ】腐食減肉部がない場合の検出信号を示す図である。
【図１３Ｄ】地面から距離25mmの地中部に深さ1mmの腐食減肉がある場合の検出信号を示す図である。
【図１３Ｅ】地面から距離25mmの地中部に深さ1mmの腐食減肉がある場合（渦流探傷プローブ〜被検査物の間隔：0.2mmの場合）の検出信号を示す図である。
【図１４】逆Ｌ字断面をもつ磁性体コアに対する励磁、検出、補正コイルの組付け方法を示す図である。
【図１５】稠密設計（体積当たりパフォーマンスの高い）磁性コア形状と各コイル実装の方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態の渦流探傷プローブ１を、図面に基づき詳しく説明する。
図１に示すように、第１実施形態の渦流探傷プローブ１は、材料中に存在する欠陥を検知する渦電流試験に用いられるプローブである。この渦電流試験は、コイルなどを有する渦流探傷プローブ１を用いて行われて、渦流探傷プローブ１はコイルなどで磁場を形成可能な構成となっている。つまり、渦流探傷プローブ１のコイルに電流（パルス電流）を流して磁場を励起したり、流れていた電流を遮断したりすると、磁場の急激な変化により材料中で渦電流が誘起される。例えば、渦流探傷プローブ１のコイルに流れていた電流を遮断する場合を考えた場合、コイルにより励起されていた磁束線が徐々に消失すると共に、この渦電流も消失するが、材料中に腐食箇所１１の減肉のような欠陥があると、欠陥を磁束線が通る際に渦電流の減衰が加速される。渦電流試験では、この渦電流の時間変化の性質を利用して、渦電流が形成されてから減衰が加速するまでの時間を計測することで欠陥の程度、言い換えれば欠陥の減肉の大きさを検査するものとなっている。
【００２６】
具体的には本発明の渦流探傷プローブ１で検査される被検査物Ｗは、中実又は中空の柱状に形成された強磁性体金属材であり、その一部が地盤に埋設されたものとなっている。なお、本発明の柱状とされた被検査物Ｗは、その一部が埋設されていれば、上下方向に沿って配備されるものでも、水平方向に沿って配備されるものでも良い。以降の実施形態では、被検査物Ｗは上下方向に沿って配備されており、下端側の一部が地盤に埋設されているものを例に挙げて、本発明の渦流探傷プローブ１を説明する。
【００２７】
このような被検査物Ｗでは、地盤に埋設された部分、特に埋設された部分の中でも地盤表面に近い部分に腐食が発生しやすくなる。それゆえ、本発明の渦流探傷プローブ１は、被検査物Ｗにおける地盤に埋設された部分であって、特に地盤表面に近い部分（以降、地際部分という）に対して、腐食による減肉状態を検知するために主に用いられる。つまり、第１実施形態の渦流探傷プローブ１は、このような被検査物Ｗの地際部分に発生する腐食を正確に評価できるものとなっている。
【００２８】
また、渦流探傷プローブ１は、上方から見ると円弧状（扇状）で且つ側方から見ると長手方向の中途が湾曲または屈曲した磁性体コア２を有している。この磁性体コア２は、比透磁率が1000以上であって、かつ渦電流の発生が非常に少ない材質で形成されている。このような磁性体コア２としては、好ましくはフェライトや絶縁被覆された純鉄粉の成形体が用いられる。
【００２９】
磁性体コア２の一方側の端部は、被検査物Ｗのうち、地上に露出した部分の表面（以降、地下に埋設された腐食の可能性がある被検査物Ｗの部分に対して、この地上に露出していて腐食の可能性が低い部分を「健全部分３」といい、健全部分３に設けられた表面を「健全表面３ａ」という）に対面するように設けられており、この一方側の端面をＡ面４という。このＡ面４から健全表面３ａまでの距離（隙間）は、磁性体コア２のＡ面４における上下方向に沿った長さ（開口幅）に対して、十分狭く（望ましくは、開口幅の５％より小さく）設定されている。
【００３０】
また、磁性体コア２の他方側の端部は、地盤の表面に対面するＢ面５とされている。こ
のＢ面５は、被検査物Ｗが敷設されている地盤の表面に対面している。Ｂ面５から地盤の表面までの距離は、地盤の表面に接触したものから、地盤の表面からある程度離れたものまで、殆ど制約無く採用することができる。
磁性体コア２の長手方向の中途、言い換えれば磁性体コア２の胴部には、胴部の周囲を巻回するように励磁コイル６が設けられている。また、磁性体コア２のＢ面側の端部には、この端部の周縁に巻回された検出コイル７が設けられている。
【００３１】
上述した第１実施形態の渦流探傷プローブ１では、励磁コイル６に電流を流して磁界を発生させることにより、次のような手順で地際部分の減肉状態が検知される。
図２に示すように、磁性体コア２のＡ面４は、被検査物Ｗの地上に露出した健全部分３の表面と対面可能とされている。この状態において、磁性体コア２の長手方向の中途に設けられた励磁コイル６に直流のパルス電流を流したり、流れていたパルス電流を遮断したりすると、磁界の急激な変化が励磁コイル６に発生し、磁界の急激な変化により（磁性体コア２のＡ面４に対向する）被検査物Ｗの表面に渦電流が生じる。このとき、磁性体コア２から出た磁束線は、被検査物Ｗの表面皮下を通過し、地盤表面より下方の地際部分の近傍から地中に抜けて、磁性体コア２のＢ面５に吸い込まれる経路に沿って形成される。つまり、励磁コイル６で発生した磁束線は断面を見た場合に環状となるような経路を取ることになる。
【００３２】
例えば、励磁コイル６に流れていたパルス電流を遮断すると、上述した磁束線も被検査物Ｗの表面に形成された渦電流も時間が経過するにつれて、徐々に消失する。この磁束線の消失の仕方は、図４の下側に示すようなものであり、環状の磁束線が中央から外側に向かって広がるように消えていく。
このとき、地盤表面より下方の被検査物Ｗの腐食部分を、磁束線が貫く経路をとった時に、渦電流の減衰（消失）が急激に加速する。それゆえ、渦電流が形成されてから、渦電流が急激に減少するまでの時間を計測することにより、減肉の程度（厚み）を推定することができる。
【００３３】
上述した第１実施形態の渦流探傷プローブ１では、上述したように磁性体コア２のＡ面４と、被検査物Ｗの健全部分３の表面とが対面状態とされており、非常に近い距離までＡ面４を被検査物Ｗに近接可能とされている。それゆえ、励磁コイル６により励磁された磁束線が、被検査物Ｗへ低い磁気抵抗で容易に貫通するようになる。
その結果、渦流探傷プローブ１と被検査物Ｗとがより強く磁気結合することになり、地盤表面の下方の深い位置に存在する腐食部（地際部分の腐食部）を通過して、磁性体コア２のＢ面５に戻る磁束線の本数も増え、検出コイル７に信号電圧が強い強度で誘起される。
【００３４】
この第１実施形態の渦流探傷プローブ１が有する効果を、従来技術との対比において、より詳しく説明する。
図３は、２次元静磁場解析による磁束線図を、従来技術に係るプローブを用いた場合と、第１実施形態の渦流探傷プローブ１を用いた場合とを比較して示した図である。左側に示す磁束線図は従来技術に係るプローブを地盤の表面に対して４５°の角度で設置したものであり、右側に示す磁束線図は本発明の第１実施形態に係る渦流探傷プローブ１を用いたものである。基礎地盤の表面の下方に位置する被検査物Ｗには、図中に四角形で示される「腐食箇所１１」があり、この「腐食箇所１１」は基礎地盤の表面から平均深さＤに位置している。この「腐食箇所１１」を通過する磁束線の本数をｎ本とし、励磁コイル６で生成される磁束線の本数をＮ本とすると、腐食程度の検出感度は「ｎ／Ｎ」として評価することができる。実際に鋼板の比透磁率を２０００、磁性体コア２の被透磁率を３８００と、空中のそれに対して十分大きい（即ち、それらが強磁性体の）場合には、従来例に比して第１実施形態の渦流探傷プローブ１は、従来の３倍以上の検出感度を備えていること
がわかる。
【００３５】
このことから、第１実施形態の渦流探傷プローブ１は、地際部分の腐食箇所１１を高い感度で検出できることがわかる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の渦流探傷プローブ１について、説明する。
図２に示すように、第２実施形態の渦流探傷プローブ１は、健全部分３の複数箇所を断続的または連続的に測定するのに用いられるものであって、被検査物Ｗの健全表面３ａに対面する磁性体コア２のＡ面４の中央側に磁気測定素子８、または磁性体コア２のＡ面４の周縁部に巻回された補正コイル９、を具備するものとなっている。
【００３６】
つまり、第２実施形態の渦流探傷プローブ１は、健全部分３の複数箇所に逐次、渦流探傷プローブ１を近づけて対面させ、健全部分３の探傷検出信号を検出コイル７で断続的に測定するか、図５に示すような、断面が円形状の被検査物Ｗに対して、湾曲した表面に沿って被検査物Ｗの軸を中心に渦流探傷プローブ１を旋回することで、健全部分３の探傷検出信号を検出コイル７で連続的に測定する構成となっている。
【００３７】
このように探傷検出信号を断続的または連続的に測定する場合、磁性体コア２のＡ面４と、被検査物Ｗの表面（健全表面３ａ）との間隔の変動による探傷検出信号の検出感度をどのように調整するかが重要になる。特に、図５に示すように、渦流探傷プローブ１を被検査物Ｗの軸心の周囲を旋回させて、腐食程度の周方向分布を調べる際には、旋回機構の不完全さから、磁性体コア２のＡ面４と、それに対向する被検査物Ｗの健全表面３ａとの間隙は、不規則に変化することは避けられず、それに伴う磁気抵抗の変化は、貫通磁束線の強度を変化させて、引いては感度に影響を与える。そのため、周方位の場所によって探傷検出信号の強度がばらつくために、腐食状態を精度良く検知し比較することが困難になる。
【００３８】
そこで、第２実施形態の渦流探傷プローブ１では、被検査物Ｗの健全表面３ａに対面する磁性体コア２のＡ面４の中央側に磁気測定素子８（磁場測定素子）を設けるか、または磁性体コア２のＡ面４の周縁部に補正コイル９を巻回状に設けている。
このような磁気測定素子８または補正コイル９でモニタリングされる磁場（モニタリング磁場）を用いて検出コイル７の信号の補正を行えば、複数箇所の腐食量を精度良く測定することができる。
【００３９】
なお、この第２実施形態の渦流探傷プローブ１を用いた検出感度の補正については、次の第３実施形態で詳しく説明する。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の渦流探傷プローブ１について、図に基づき説明する
第３実施形態の渦流探傷プローブ１は、第２実施形態の渦流探傷プローブ１を用いて地際部分の減肉状態を検知するに際しては、複数箇所の測定位置毎における、Ａ面４を貫通する磁束線の磁束密度を磁気測定素子で、または補正コイル９に発生する最大の起電力をモニタリングし、磁束密度または最大の起電力の変動の相対比の４乗根を求め、求められた４乗根の値で、測定位置で検出コイル７から出力される信号を除することで、渦流探傷プローブ１と被検査物Ｗとの間隙のバラツキによる感度誤差を補正しておくものである。
【００４０】
つまり、パルス磁界の被検査物Ｗへの侵入具合を、磁束線の貫通箇所（磁性体コア２のA曲面）における磁気測定素子８または補正コイル９でモニタリングすれば、検出コイル７の信号Vを以下の式（３）で補正することができる。
【００４１】
【数３】
0006529896.tif 000004
【００４２】
εは、プローブのコアＡ面を対象物に、可能な限り近づけた距離を表している。
図１に示すモデルを２次元静磁場解析を用いて、間隙距離ｘを変化させながら、図２に示した地際部分の検出感度η(x)を求めたものを図６の左側のグラフに、またモニタリング磁場Bn(x)または補正コイル９信号Vn（ｘ）を用いた種々の補正方法を試した結果を図６の右側のグラフに示す。ここで規格化の基準にした（最小）間隙εとして、現実的に不可避と想定される管壁の塗装などを想定したε＝0.2mmと仮定した。
【００４３】
図６の左側のグラフに示すように、間隙距離ｘ（規格化された間隔x/w）を変化させると、相対的な検出感度（地際部分の検出感度η(x)を、最小間隙εでの検出感度η(0.2)で除したもの）も「1.0」からずれ、検出感度が間隙によって大きく変動することがわかる。
そこで、図６の右側のグラフに示すように、さまざまな補正式を用いて補正を試みたところ、相対磁束密度の４乗根で検出コイル７の探傷検出信号を除した場合においては、x/w≦0.5（w＝10、x≦5mm以下）の補正可能範囲で、良い精度で補正可能なことが判った。
【００４４】
このことから、図５に示すように渦流探傷プローブ１を被検査物Ｗの軸心の周囲を旋回させるような場合であっても、上述した第３実施形態の渦流探傷プローブ１を用いれば、磁性体コア２のＡ面４と健全表面３ａとの間隔の変動に伴う探傷検出信号の強度ばらつきを抑えて、複数箇所の腐食量を精度良く測定することができる。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の渦流探傷プローブ１について、図に基づき説明する。
【００４５】
第４実施形態の渦流探傷プローブ１の幾何形状は、厚みがＴに形成される被検査物Ｗに発生していて、地盤の表面から深さＤに位置する腐食部分に対して、検出コイル７が検出する信号のＳ／Ｎ比を大きくすべく、式（１）の関係を満足するものとなっている。
【００４６】
【数４】
0006529896.tif 000005
【００４７】
上述した式（１）は、厚みがＴに形成される被検査物Ｗであって、地盤表面より深さＤだけ下方に位置する地際部分の腐食箇所１１に対して、検出感度が最大となるような渦流探傷プローブ１の磁性体コア２の幾何形状を規定するものとなっている。
つまり、図７に示されるような２次元静磁場解析の断面モデル、つまりｗ１（柱状の被検査物Ｗの長手方向に沿ったＡ面４の長さ）、ｗ２（被検査物Ｗから離間する方向に沿ったＢ面５の長さ）、ｈ（Ｂ面５を地盤に接触させた状態での、地盤からＡ面４の下端までの距離）、ｓ（Ａ面４を被検査物Ｗに接触させた状態での、被検査物Ｗの表面からＢ面５
の端部までの距離）、Ｄ（地盤表面から腐食箇所１１までの深さ）、Ｔ（被検査物Ｗから離間する方向に沿った被検査物Ｗの長さ）などの幾何寸法で規定される断面モデルに対して、地盤表面から深さＤの検出感度ηを求める。この検出感度ηは、検出コイル７を貫通する磁束Φs（≒Bs・w2）で、深さＤの腐食部分を貫通する磁束線Φe（≒Be・D）を除したものとして示すことができる。
【００４８】
上述した渦流探傷プローブ１の幾何寸法（w1, w2, h, s）および被検査物Ｗの寸法である腐食（代表）深さＤ、被検査物Ｗ厚さＴを種々変えた多くのモデルケースに対して２次元静磁場解析を行い、それらの検出感度ηに対する、これらの寸法の関係を記述する近似関数Ηを回帰分析で求めると、次の式（４）のようになった。
【００４９】
【数５】
0006529896.tif 000006
【００５０】
上述した磁場解析で得られた感度と、近似関数の予測値の相関を図８Ａに示す。近似関数は良く検出感度を予測し、その上限値がほぼ１．５付近にあることから、後述する式（４’）の式で渦流探傷プローブ１の幾何形状を規定することができる。
【００５１】
【数６】
0006529896.tif 000007
【００５２】
式（４’）の関数を構成する因子（渦流探傷プローブ１及び被検査物Ｗの幾何寸法）から、最適コア形状について、下記の（１）〜（５）の定性的な設計指針が列挙できる。
（１）「検出すべき腐食箇所１１の深さＤ」と、「Ａ面４を被検査物Ｗに接触させた状態での、被検査物Ｗの表面からＢ面５の端部までの距離ｓ」との比
Ｄ：ｓ〜１：４．０
（２）「Ａ面４を被検査物Ｗに接触させた状態での、被検査物Ｗの表面からＢ面５の端部までの距離ｓ」と、「Ｂ面５を地盤に接触させた状態での、地盤からＡ面４の下端までの距離」との比
ｓ：ｈ〜１：５
（３）「Ａ面４を被検査物Ｗに接触させた状態での、被検査物Ｗの表面からＢ面５の端部までの距離ｓ」と、「被検査物Ｗから離間する方向に沿ったＢ面５の長さｗ２」との比
ｓ：ｗ２〜７：７．３
（４）「被検査物Ｗから離間する方向に沿った被検査物Ｗの長さＴ」と「柱状の被検査物Ｗの長手方向に沿ったＡ面４の長さｗ１」との比
Ｔ：ｗ１〜１：５．２
（５）「Ａ面４の断面積ｗ１２」と「Ｂ面５の断面積ｗ２２」の比
ｗ１２：ｗ２２〜１０：７
上述した（１）〜（５）の設計指針を総合的に満足するような形状に渦流探傷プローブ１の幾何形状を規定することで、厚みがＴに形成される被検査物Ｗに発生する腐食部分であって、地盤の表面から深さＤに位置するものに対して、検出コイル７が検出する信号のＳ／Ｎ比を大きくすることができ、渦流探傷プローブ１の感度が最も良くなるように最適化設計することができる。
【００５３】
例えば、図８Ｂ及び図８Ｃは、上述した式（４’）の関係を満足するものであり、（１）〜（５）の設計指標をいずれも満たすものとなっている。つまり、図８Ｂは図８Ａの四角印の水準に相当するものであり、図８Ｃは図８Ａの丸印の水準に相当するものである。
これら図８Ｂ及び図８Ｃの渦流探傷プローブ１では、Ａ面４から被検査物Ｗの内部に入り込んだ磁束線の多くが腐食部分を通っており、腐食状態を高い感度で検知できていることがわかる。
【００５４】
次に、第４実施形態の渦流探傷プローブ１を用いた減肉検知方法について、図に基づき説明する。
上述した式（１）を満足する渦流探傷プローブ１は、地盤表面から深さがＤとなる位置で、Ｓ／Ｎ比、つまり検出感度が大きくなるように設計されている。このような渦流探傷プローブ１を、検出感度が大きくなる深さＤを変えて複数用意する。
【００５５】
例えば、図９の左側に示す渦流探傷プローブ１では、ｗ１（柱状の被検査物Ｗの長手方向に沿ったＡ面４の長さ）＝５．５ｍｍ、ｗ２（被検査物Ｗから離間する方向に沿ったＢ面５の長さ）＝６．７ｍｍ、ｈ（Ｂ面５を地盤に接触させた状態での、地盤からＡ面４の下端までの距離）＝５．１ｍｍ、ｓ（Ａ面４を被検査物Ｗに接触させた状態での、被検査物Ｗの表面からＢ面５の端部までの距離）＝２０．８ｍｍ、Ｄ（地盤表面から腐食箇所１１までの深さ）＝３５ｍｍ、Ｔ（被検査物Ｗから離間する方向に沿った被検査物Ｗの長さ）＝５ｍｍとされており、上述した（１）〜（５）の設計指標を全て満足している。
【００５６】
また、図９の中央側に示す渦流探傷プローブ１でも、図９の右側に示す渦流探傷プローブ１でも、図９の左側に示す渦流探傷プローブ１の場合と同様に、上述した（１）〜（５）の設計指標を全て満足している。
このような検出感度が大きくなる深さｄが異なる複数の渦流探傷プローブ１を用いれば、腐食箇所１１の深さ方向の分布情報を得て、超音波診断など更なる検査や掘り返し確認の要否判断（スクリーニング）が可能となる。ただし、たった３個〜高々数個の信号から、腐食深さ分布を精度良く求めることは非現実的であるが、手間とコストがかかる超音波診断や掘り返しなどを行うかどうかの要否判断（スクリーニングの要否判断）が可能となるので、恩恵は大きい。
【００５７】
ところで、上述した深さｄが異なる複数の渦流探傷プローブ１を用いた減肉検知方法を実際に行う場合には、Ｓ／Ｎ比が大きくなる（検出感度が最大となる）深さｄがそれぞれ［d1,d2,d3］となる複数の渦流探傷プローブ１を用い、同一の測定位置での複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2,ΔV3］を測定する。
具体的には、図１０Ａに示すように、断面円形状とされた被検査物Ｗに対して、周方向に等間隔をあけて上述した３つの渦流探傷プローブ１を配置する。そして、３つの渦流探傷プローブ１を同時に旋回させて、それぞれの渦流探傷プローブ１で探傷検出信号を連続的に測定する。このようにすれば複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2,ΔV3］を連続的に検出することができる。
【００５８】
また、平板状の被検査物Ｗに対して、同一の測定値に上述した３つの渦流探傷プローブ１を交互に近接・対面させて、複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2,ΔV3］を断続的に検出する。
このようにして測定された複数の探傷検出信号［ΔV1,ΔV2,ΔV3］を用いて、上述した深さ［d1,d2,d3］近傍の腐食量（減肉量）［e1,e2,e3］を、各プローブの応答行列［Ｃ］の逆行列［Ｃ］-1を重みとした［ΔV1,ΔV2,ΔV3］の線形結合の行列式（２）のように算出し、地際部分での深さ方向の減肉量を評価する。
【００５９】
【数７】
0006529896.tif 000008
【００６０】
具体的には、図１０Ｂに示すように、各渦流探傷プローブ１の感度中心［d1,d2,d3］をもとに、深さ方向を深さd1/2〜(d1+d2)/2の区画、深さ(d1+d2)/2〜(d2+d3)/2の区画、深さ(d2+d3)/2〜(d2+d3)/2+ d3までの３区画に分割し、それぞれの区画の腐食量（減肉量）を［e1,e2,e3］とする。
その減肉量に対する、３つの渦流探傷プローブ１の探傷検出信号の変化（腐食の有無の差）を［ΔV1, ΔV2, ΔV3］とすると、［ΔV1, ΔV2, ΔV3］を以下の式（５）のような線形結合の行列式として近似的に表現することができる。
【００６１】
なお、応答係数［Cij］は、上述した場合と同様に磁場解析で求めてもよいし、腐食（減肉）を模擬して、３つの区画を研削で単位深さ凹ませた３つの試験材を、３つの渦流探傷プローブ１を用いて、３つの被検査物Ｗあるいは測定箇所について９条件の実測測定から求めてもよい。このようにして得た３行３列の行列［Cij］の逆行列[C]-1を数学的に求め、それを上述した式（２）の右側の式に用いれば、同一測定位置についての深さ方向に分けられた３区画の減肉状態を［e1,e2,e3］として推定することが可能である。
【００６２】
【数８】
0006529896.tif 000009
【００６３】
上述した渦流探傷プローブ１を用いた減肉検知方法によれば、被検査物Ｗの地際部分の腐食状態を高い精度で検知することが可能となる。
ところで、上述した減肉検知方法では、渦電流が形成されてから、渦電流が急激に減少するまでの時間を計測することで、具体的には検出コイル７信号の減衰曲線の傾きの急変箇所の時刻を測定して、地際部分の減肉量、つまり地際部分の減肉状態を検知していた。しかし、このような減衰曲線の傾きの急変箇所を計測する方法では、センサの距離変化などの影響を直接受け、定量性（再現性）が悪く、渦電流が急激に減少しているかどうかの判断は、実際には困難な場合も多い。
【００６４】
例えば、図１１は、磁性体コア２のＡ面４から被検査物Ｗの内部に浸透（拡散）した磁束線が地際部分の腐食箇所１１を貫通し始めると、検出コイル７で検出される磁界が急速に減衰（散逸）する現象の実験結果を実際に示したものである。
図１１Ａは生信号のリニアスケール、図１１Ｂは対数スケール、図１１Ｃはそれによって求めた減衰定数λ(t)の時刻推移を、腐食なしの場合（破線）と比較して表示したものである。図１１Ａのリニアスケールを見ると、「減肉なし」〜「２ｍｍ減肉」までの全ての結果が重なっており、渦電流が急激に減少しているかどうかの判断が困難である。また、図１１Ｂに示す対数スケールでも、図１１Ａよりはましであるものの、渦電流が急激に減少しているかどうかの判断は依然として困難なままである。
【００６５】
図１１Ｃは、渦電流の減衰定数λ(t)の時刻推移を、減肉量で比較して表示したものである。図１１Ｃで用いられる減衰定数は、一般的な減衰曲線をI(t)＝Io・exp（−λt））とした場合に、任意時刻の場合にλ(t)≡（dI/dt）／I(t)で定義される。図１１Ｃで示すような減衰定数を用いれば、減肉量に合わせて減衰定数にはっきりとした差が見られるようになり、渦電流が急激に減少しているかどうかの判断を行うことが可能となる。
【００６６】
つまり、本発明の渦流探傷プローブ１を用いた減肉検知方法では、渦流探傷プローブ１を用いて測定された探傷検出信号に対して、探傷検出信号から求めた減衰定数λを用いて、被検査物Ｗの地際部分の減肉状態を推定するようにしてもよい。
具体的には、測定で得られた減衰曲線の任意の時刻区間において、多項式回帰して減衰定数を算出し、その急変箇所を求めることができる。このようにして得られた減衰定数は、実際の腐食減肉量とは少し差があるが、あらかじめモデル試験を行って、実際の腐食減肉量との相関をとっておくことにより、得られた校正曲線を用いることで、サンプルの減肉量を正確に推定できる。
【００６７】
例えば、図１１Ｄに示すように、時刻（ｔ＝0.8msec）において、腐食有りの減衰定数(検査しようとする腐食箇所１１の減衰定数)と腐食無し（参照信号）の減衰定数との差が、実際の腐食量に対してどのような相関を示すのかを示したものが、図１１Ｄである。この図１１Ｄのような校正曲線をあらかじめ取得しておけば、多項式回帰により算出された減衰定数ｋの値を校正曲線を用いて校正しておくことで、実際の減肉量を正確に推定することができる。
【００６８】
なお、同じ被検査物Ｗを測定していても、渦流探傷プローブ１と被検査物Ｗとの距離が変化すると図１１Ｅのように信号が大きく変化する。例えば、被検査物Ｗの表面における減肉なしの場所について探傷検出信号のデータを取り、得られた探傷検出信号を参照信号（レファレンス）とする。そして、検査しようとする腐食箇所１１で測定される探傷検出信号のデータと参照信号との差を求める。
【００６９】
これは、減衰定数（率）λを用いない方式の場合、出力が３Vとなる時間の差を求めることとなる（図でセンサ距離0の場合、Δt0）。この方式で得られる減肉量と、減衰定数（率）λを求める方式で得られる減肉量とのセンサ距離による値の変化を図１１Ｆに示す。この方式と比べ、減衰率λを求める方式は、センサ距離の変化の影響を受けにくく、精度よく減肉量の推定を行うことができることがわかる。
【００７０】
上述したように、減衰曲線の絶対値の閾値クロス点から求める時定数ではなく、評価値として減衰定数λを用いることにより、被検査物Ｗと渦流探傷プローブ１間の距離変化による影響を少なくすることができるため、高精度で信頼性の高い、腐食度合の定量化が可能である。
ところで、上述した参照信号は、次のような２つの方法で得るのが好ましい。
【００７１】
一つ目の方法は、図１２に示すように、健全部分３について測定を行った場合の参照信号と、地際部分について測定を行った場合の探傷検出信号とを比較して、被検査物Ｗの地際部分の減肉状態を検知するに際しては、同一の渦流探傷プローブを地盤の表面から上方の健全部分３にリフトオフさせることで参照信号を得るというものである。
また、二つ目の方法は、同一の渦流探傷プローブを２つ用意し、一方の渦流探傷プローブを、地盤の表面から離れた健全部分３に対する参照信号をとるために地盤の表面から離して設置し、他方の渦流探傷プローブを、地際部分に対する信号をとるために地盤の表面に隣接させて設置し、参照信号と地際部分に対する信号との差分信号を用いて、被検査物Ｗの地際部分の減肉状態を検知するというものである。
【００７２】
これらの方法を用いれば、参照信号と探傷検出信号との差分信号を用いて、減肉量を正確に推定することができる。
また、上述した減肉検知方法において、任意時刻における減衰定数を求めるために必要な、測定減衰曲線から測定ノイズが平滑除去された値およびその時刻における微分値を求めるに際して、適合型移動平均法を用いてもよい。
【００７３】
具体的には、この適合型移動平均法の一つであるSavitzky-Golay法は、本質的には等間隔離散データの最小二乗法であり、回帰精度はそれと同等である上に、重み付き移動平均計算という簡単な計算アルゴリズムから、単純な移動平均と比べ時間分解能の低下や元信号の歪を抑えることができるとともに、処理時間が短いという優位点がある。
つまり、Savitzky-Golay法を用いれば、信号減衰は式（６）のように示すことができる。
【００７４】
【数９】
0006529896.tif 000010
【００７５】
Savitzky-Golay係数として、表１に示されるデータ数“５”の列の係数を使うと、式（６）を式（７）のように示すことができる。
【００７６】
【数１０】
0006529896.tif 000011
【００７７】
より
λ(t)≡−（dI/dt）／I(t)
として減衰定数を時間の連続関数として求めることができる。
【００７８】
【表１】
0006529896.tif 000012
【００７９】
なお、これら表１の係数は下記の公式から求めることができる。
つまり、移動平均の重み係数（回帰曲線：2-3次多項式）については、式（８）に示す数式を用いて、また一次微分の重み係数（回帰曲線：3-4次多項式）については、式（９）に示す数式を用いている。
【００８０】
【数１１】
0006529896.tif 000013
【００８１】
また、式（８）及び式（９）については、「A.Savitzky,M.J.E.Golay"Smoothing and Differention of Data bye Simplified Least Squares Procedures,"Analytical Chemistry,  vol.36,no.8,pp1627-1639,1964」に記載されており、公式として知られるものである。
［第５実施形態］
次に、第５実施形態の渦流探傷プローブ１について、図に基づき説明する。
【００８２】
第５実施形態の渦流探傷プローブ１は、管状の強磁性体金属材の被検査物Ｗに対して、当該被検査物Ｗのうち、地盤基礎に埋設された地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブであって、被検査物Ｗの地上に露出する表面に近接されると共に表面に平行とされたＡ面４と、地盤基礎の表面に近接されると共に地盤基礎の表面に平行とされたＢ面５と、Ａ面４より上方に位置すると共に地盤基礎の表面に平行とされたＣ面１０とを、３つの端部に備えたＴ字型の磁性体コア２と、磁性体コア２のＡ面４近傍に巻回された励磁コイル６と、磁性体コア２のＢ面５近傍に巻回された検出コイル７１と、磁性体コア２のＣ面１０近傍に巻回された検出コイル７２と、を有するものである。
【００８３】
図１３Ａに示す渦流探傷プローブ１では、励磁コイル６で発生した磁束は被検査物Ｗが均一な状態であれば、Ｂ面５側の検出コイル７１（以降、第１検出コイル７１という）とＣ面１０側の検出コイル７２（以降、第２検出コイル７２という）に同じように影響するため、励磁コイル６の電流（I）を変化させても２つの検出コイル７１、７２に発生する
磁束変化に起因する電圧（誘導起電力）は同じ（Ｖ１=Ｖ２）になり、コイル間の電圧は発生しない。
【００８４】
ところが、地際部分に腐食減肉（強磁性体の消失部）があると第１検出コイル７１と第２検出コイル７２の起電力に差が発生する（Ｖ１≠Ｖ２）。この差を利用して腐食減肉の検知が感度良く測定が可能となる。一部が埋設された金属材は地際部分のみで腐食減肉が生じ、地上部の腐食減肉は軽微であることが多く、本渦流探傷プローブ１による腐食減肉検知が有効である。
【００８５】
上述した第５実施形態の渦流探傷プローブ１を用いれば、磁性体コア２のＡ面４と被検査物Ｗの健全表面３ａとを、できるだけ近接させることにより、渦流探傷プローブ１と被検査物Ｗがより強く磁気結合して、励磁コイル６電流により励磁される磁束線が、磁気抵抗低く、被検査物Ｗを容易に貫通する。そのため、地盤表面下の深い所に存在する腐食箇所１１を通過して磁性体コア２のＢ面５に戻る磁束線の本数も増えて、検出コイル７に誘起される信号電圧の強度も大きく確保される。本プローブ構造であれば、励磁コイル６と第１検出コイル７、第２検出コイル７が近接しないため、構造上の干渉がなく、それぞれ独立に適した特性のコイルを製作できる。
【００８６】
また、第１検出コイル７と第２検出コイル７の差動（Ｖ２−Ｖ１）を検出信号とすることができるため、１回の測定で腐食減肉を定量的に検知することができる。
さらに、前述のように腐食減肉がない場合の出力はＶ２−Ｖ１＝０であり、減肉が小さい場合もゲインを大きくして高感度で測定できる。
地表面に近接させて設置した渦流探傷プローブ１の、上方の健全部分３に対する参照信号と  上述した第５実施形態の渦流探傷プローブ１を用いれば、下方の埋設腐食部に対する本信号を同時に測定することで、その差分から埋設部の腐食具合が、感度高く、かつ効率良く推定することができる。さらに、渦流探傷プローブ１の検査対象物に向けたＡ面４が、腐食防止用の塗装その他被覆材により、近接することができない場合であっても、参照および本信号が同じ条件での差動式を行うことで、Ａ面４の間隙の影響が相殺され、信頼性高い精度良い推定が可能となる。
【００８７】
図１３Ｂは被検査物Ｗの地際付近が被覆材で保護されている場合の変形例である。この場合でも、本実施形態の渦流探傷プローブ１は健全部と腐食減肉部を一体の渦流探傷プローブ１で測定するため、防食目的の被覆材などの有無により渦流探傷プローブ１と被測定物間の距離が変動するような場合であっても、被検査物Ｗからの距離が第１検出コイル７１と第２検出コイル７２とで同時に変化するため、図１３Ｃ〜図１３Ｅに示すように距離の不均一(y1≠y2)を腐食と誤認することがない。但し、Ａ面４が被検査物Ｗから離れることによって全体の信号電圧が小さくなるため、腐食減肉量の定量値は影響を受ける。定量評価する場合は、予めＡ面４からの被検査物Ｗの距離（y1）の影響を把握し、影響を受けない解析方法を適用するのがよい。
［第５実施形態の変形例１］
次に、第５実施形態の渦流探傷プローブ１の変形例１、２について、図に基づき説明する。
【００８８】
第５実施形態の渦流探傷プローブ１の変形例１は、磁性体コア２として、断面が略Ｌ字型のものが用いられ、Ｂ面５側に配備された検出コイル７の外側に、励磁コイル６が巻回状に配備されたものとなっている。また、Ａ面４側の磁性体コア２の端部に対して、当該
端部の周縁部に補正コイル９が巻回状に配備されているものである。
第５実施形態の変形例１の渦流探傷プローブ１は、製作、加工、組立が容易である。つまり、セラミックス系のフェライトなどで形成された磁性体コア２は、切削研磨や、鉄粉成形体の金型プレスまたは切削研磨で加工する必要があり、湾曲した曲面などを自由に加工することは概して難しい。しかし、変形例１のように直角平面で囲まれたＬ字形状に渦流探傷プローブ１を設計すれば、磁性体コア２に対する加工も容易となり、また２つの検出コイル７や補正コイル９も内部が中空で単純矩形のソレノイドで良いため、巻線加工が容易に行え、組立分解もし易くなる。
［第５実施形態の変形例２］
次に、第５実施形態の変形例２の渦流探傷プローブ１について、図に基づき説明する。
【００８９】
第５実施形態の変形例２の渦流探傷プローブ１は、磁性体コア２には、Ａ面４とＢ面５との交差部から内部に向けて、平行四辺形状の断面を有する切り欠き部が形成され、切り欠き部に、励磁コイル６、検出コイル７、及び補正コイル９が巻回されており、以下の式（２）を満足するものである。
【００９０】
【数１２】
0006529896.tif 000014
【００９１】
すなわち、変形例２の渦流探傷プローブ１は、被検査物Ｗの土際境界線から磁性体コア２の胴体部に向けて斜め方向に、励磁コイル６、検出コイル７、及び補正コイル９を巻回するための切り欠き部を断面が平行四辺形状となるように形成することによって、被検査物Ｗとの接触断面幅ｗ１を磁性体コア２の地盤基礎からの高さｈより大きくすると共に、地盤基礎に向けた断面幅ｗ２を被検査物Ｗの表面からＢ平面の近い端までの距離より大きくしたものである。
【００９２】
このような変形例２の渦流探傷プローブ１を用いれば、磁性体コア２形状のうち、感度に効く、被検査物Ｗとの接触断面幅：w1 および地盤基礎に向けた断面幅：w2 をできるだけ大きくとることができ、３コイル（励磁、検出、補正）の断面積も最大確保した稠密構造とすることができて、渦流探傷プローブ１の単位体積当たりの比感度を最も大きくすることができる。
【００９３】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００９４】
１  渦流探傷プローブ
２  磁性体コア
３  健全部分
３ａ  健全表面
４  Ａ面
５  Ｂ面
６  励磁コイル
７  検出コイル
７１  第１検出コイル
７２  第２検出コイル
８  磁気測定素子
９  補正コイル
１０  Ｃ面
Ｗ  被検査物
【図１】
0006529896.tif 000017
【図２】
0006529896.tif 000018
【図３】
0006529896.tif 000019
【図４】
0006529896.tif 000020
【図５】
0006529896.tif 000021
【図６】
0006529896.tif 000022
【図７】
0006529896.tif 000023
【図８Ａ】
0006529896.tif 000024
【図８Ｂ】
0006529896.tif 000025
【図８Ｃ】
0006529896.tif 000026
【図９】
0006529896.tif 000027
【図１０Ａ】
0006529896.tif 000028
【図１０Ｂ】
0006529896.tif 000029
【図１１Ａ】
0006529896.tif 000030
【図１１Ｂ】
0006529896.tif 000031
【図１１Ｃ】
0006529896.tif 000032
【図１１Ｄ】
0006529896.tif 000033
【図１１Ｅ】
0006529896.tif 000034
【図１１Ｆ】
0006529896.tif 000035
【図１２】
0006529896.tif 000036
【図１３Ａ】
0006529896.tif 000037
【図１３Ｂ】
0006529896.tif 000038
【図１３Ｃ】
0006529896.tif 000039
【図１３Ｄ】
0006529896.tif 000040
【図１３Ｅ】
0006529896.tif 000041
【図１４】
0006529896.tif 000042
【図１５】
0006529896.tif 000043