(57)【要約】【課題】プローブと測定対象物とのリフトオフを常に一定に保ち、且つ、プローブを意識的に垂直に保持することなく、垂直に保持したと同様の作用効果が得られ、以て、渦流探傷作業に際し、何ら熟練を要することなく、正確で精密な測定を迅速に行なうことが可能な渦流探傷用プローブを提供することを課題とする。【解決手段】測定対象物に向ける先端部を曲面部２としてそこに一次側コイル４を装填し、前記曲面部２の肉内にその曲面に沿って湾曲する空気室３を設けたことを特徴とする。この空気室３の間隙は、通例１〜２ｍｍ程度の幅のもので、測定中に一定のリフトオフを確保する役割を果たす。また、先端部が曲面部２のため、渦流の方向に影響を受けることがなく、一次側コイルの発生する磁場を有効活用することができる。一次側コイル４としては、２つの横巻きコイル５、６を直交状態に配置して球状にしたものを用いることが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に向ける先端部を曲面部としてそこに一次側コイルを装填し、前記曲面部の肉内にその曲面に沿って湾曲する空気室を設けたことを特徴とする渦流探傷用プローブ。
【請求項２】
前記空気室の間隙が１〜２ｍｍの幅である請求項１に記載の渦流探傷用プローブ。
【請求項３】
前記一次側コイルとして、２つの横巻きコイルを直交状態に配置したものを用いる請求項１に記載の渦流探傷用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は渦流探傷用プローブ、より詳細には、鉄骨や溶接部の疲労き裂等を渦電流の流れから発見するための渦流探傷用プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
渦流探傷は、プローブ側に巻いた一次側コイルに流した電流により、二次側コイルとした測定対象物に生じる渦電流の変化を捉えて渦流の乱れを測定し、モニターに分かりやすく表示するものである。阪神大震災の後、渦流探傷が鉄骨の疲労き裂を調べるのに使われてから、溶接部への適用も考えられるようになってきている。
【０００３】
渦流探傷におけるき裂検出では、専ら、図３（Ａ）に示すような垂直方向のコイルを使ったプローブが使われてきた。このタイプのプローブの場合は、一次側コイルから発生する磁場が鋼板面に垂直になり、鋼板の表面上に円形に渦流が発生する。この円形に発生した渦流は、き裂等の表面開口欠陥があると変形し、磁場の強度変化を起こすために、き裂等の存在を探知することができる。
【０００４】
しかるに、表面上に渦流が広がると、透磁率の変化や形状変化の影響を受けやすくなり、探傷精度の低下をきたす。例えば、溶接部の熱影響部は、形状変化と透磁率の変化が重なるため、検出精度が悪くなる。
【０００５】
これに対し、磁場をなるべく表面に平行に発生するようにすると、渦流は表面に垂直な面に扁平に発生するため、透磁率の変化の影響を受けにくくなる。このように磁場を表面に平行に出すには、図３（Ｂ）に示すように、コイルを横巻きにすればよいが、この場合は渦流に方向性が出るため、き裂等の深さや長さの検出精度上問題が残る。
【０００６】
このように渦流探傷用プローブについては、プローブに巻くコイルの巻き方を変えたりして感度の向上が図られているが、いくら感度を良くしても、測定対象物とのリフトオフ（距離）を常に一定に保たなければ、正確な測定をすることができない。即ち、渦流探傷での測定においては、測定対象物に対するプローブのリフトオフが測定結果に大きな影響を与え、それが一定に保たれない場合には、正確且つ精密な測定結果は期待できない。
【０００７】
そこで、リフトオフをなくす、即ち、プローブの先端を測定対象物に当接させることが考えられるが、一次側コイルがプローブ先端内面に当接している一般の渦流探傷用プローブの先端部が測定対象物に接触すると、二次側（測定対象物側）に生じる渦電流は強く現れるが、その乱れは少ないため、損傷初期に発生する小さな傷を発見することが困難となる。従って、プローブは、測定対象物に接触させることなく使用する必要があり、しかも、測定対象物の測定部は平面とは限らないので、その面に合わせて間隔調整をし、且つ、プローブを測定面に垂直に保持しなければならず、正確且つ精密に測定するためには熟練が必要であった。
【０００８】
一般に渦流探傷は、測定対象物上の塗膜の影響は受けないが、本発明者は、リフトオフによる影響、即ち、リフトオフと感度は相関するとの知見に基き、リフトオフの変化が感度と位相に与える影響を調べ、同時にプローブの傾きによる影響を求める試験を行なった。図４及び図５はその試験結果を示すグラフである。
【０００９】
試験は、リフトオフを０．１から６ｍｍまで変化させた時の感度と位相を求める方法で行なった。図４はリフトオフと感度の関係を、図５はリフトオフと位相の関係を示す。
【００１０】
プローブが測定面に垂直の場合、リフトオフが０．１ｍｍと１ｍｍでは約８ｄＢの感度差があり、リフトオフの影響が大きいが（距離が大きくなる程感度が鈍くなる。）、塗膜上で計測する場合、塗膜厚さの変化を最大０．２ｍｍと考えると、感度差は２ｄＢ程度であり、それは、塗膜上からの計測に支障を与える感度差ではない。また、リフトオフが変化すると位相は変化するが、塗膜厚さの変化を０．２ｍｍとした時、１°程度の変化であり、計測には影響が出ないと考えられる。
【００１１】
また、プローブが法線から傾いた時の感度と位相を調べた。図４と図５は、その結果を示している。これによると、プローブの傾きが１５°までは感度差がなく、３０°までは感度差が微少である。
【００１２】
上記試験の結果から、正確で精密な渦流探傷を行うためには、リフトオフを一定に保ち、且つ、プローブを垂直に近い状態に保つことが必要であることが再確認された。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、プローブと測定対象物とのリフトオフが一定に保たれると共に、プローブが測定対象物に対し垂直に保持されない限り、正確で精密な測定結果が得られないので、測定に際して常にリフトオフを一定に保つと共にプローブを測定面に対して垂直に保持する必要がある。また、測定感度を上げ、且つ、き裂の深さや長さ等の検出精度を上げるには、渦流の方向性をなくす必要がある。
【００１４】
本発明はかかる要請に応えるためになされたもので、簡易な構成にして、プローブと測定対象物とのリフトオフを常に一定に保つことができ、且つ、プローブを意識的に垂直に保持することなく、垂直に保持したと同様の作用効果を得ることができ、以て、渦流探傷作業に際し、何ら熟練を要することなく、正確で精密な測定を迅速に行なうことを可能ならしめる渦流探傷用プローブを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る渦流探傷用プローブは、測定対象物に向ける先端部を曲面部としてそこに一次側コイルを装填し、前記曲面部の肉内にその曲面に沿って湾曲する空気室を設けたことを特徴とする。
【００１６】
この空気室の間隙は、通例１〜２ｍｍ程度の幅のもので、測定中に一定のリフトオフを確保する役割を果たす。また、先端部が曲面部のため、渦流の方向に影響を受けることがなく、一次側コイルの発生する磁場を有効活用することができる。
【００１７】
一次側コイルとしては、２つの横巻きコイルを直交状態に配置して球状にしたものを用いることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に依拠して説明する。図１は、本発明に係る渦流探傷用プローブの一実施形態の縦断面図である。図中１はプローブ本体を示し、その測定対象物に向かう先端部は曲面部２とされる。この曲面部２の肉内に、その曲面に沿って湾曲する空気室３が形成される。空気室３の間隙は、通例、１〜２ｍｍ程度の幅のものとされる。
【００１９】
曲面部２内に装填される一次側コイル４としては、２つの横巻きコイル５、６を直交状態に配置して球状にしたコイルを用いる。この球状の一次側コイル４は、曲面部２の曲面と同じ中心を共有するように製作する。
【００２０】
上記構成の本発明に係るプローブにおいては、曲面部２を測定対象物に当接させた場合、測定対象物に対する曲面部２の当接面と一次側コイル４との間に空気室３が存在するため、これが一次側コイル４と測定対象物との間に常に所定の間隙を保持する作用、即ち、一定のリフトオフを確保する作用を果たす。
【００２１】
従って、本プローブは、使用に際して曲面部２を測定対象物に当接させることによって、常に一定のリフトオフを確保することができ、殊に凹凸のある測定面等において、リフトオフに注意を払う必要がないという大きな利点がある。
【００２２】
また、本発明に係るプローブの先端部は曲面部２となっているので、測定面に対してプローブを傾けて使用した場合の影響は殆んどない。即ち、本発明に係るプローブの場合、一次側コイル４の発生する磁場が広範囲に及ぶことになり、最大限に活用されることになる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上述した通りであって、簡易な構成にてプローブと測定対象物とのリフトオフを常に一定に保つことができ、また、測定に際し、測定面に対してプローブが多少傾いても問題がなく、以て、渦流探傷作業に際し、何ら熟練を要することなく正確で精密な測定を迅速に行なうことが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る渦流探傷用プローブの構成を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係る渦流探傷用プローブにおける一次側コイルの構成例を示す図である。
【図３】従来の一次側コイルの構成例を示す図である。
【図４】従来のプローブを用いて行なったリフトオフと感度の関係を調べる試験の結果を示すグラフである。
【図５】従来のプローブを用いて行なったリフトオフと位相の関係を調べる試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１    プローブ本体
２    曲面部
３    空気室
４    一次側コイル
５    横巻コイル
６    横巻コイル
【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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