(57)【要約】【課題】非磁性材や熱間材など磁性を有しない鋼材の表層部の疵を精度よく検出できる渦流探傷装置を提供する。【解決手段】励磁部１０と検出部２０と第１信号処理部３０と第２信号処理部４０と差動増幅器５０とを備え、第１信号処理部３０は、検出部２０により検出された検出信号のうち第１励磁コイル１１に関する信号を検波して信号処理するように構成され、第２信号処理部４０は、検出部２０により検出された検出信号のうち第２励磁コイル１２に関する信号を検波するとともにその検波したガタノイズ信号ｊ２２の強度が第１信号処理部３０により処理されたガタノイズ信号ｊ１２の強度と一致するよう信号処理するように構成され、差動増幅器５０は、第１信号処理部３０からの探傷前信号ｊ１と、第２信号処理部４０からの探傷前信号ｊ２とを減算処理するよう構成されてなる渦流探傷装置Ａである。【選択図】  図１
2004212141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁部と、検出部と、第１信号処理部と、第２信号処理部と、差動増幅器とを備え、
前記励磁部は、第１の周波数の励磁電流が供給される第１励磁コイルと、前記第１の周波数と所定関係を有する第２の周波数の励磁電流が供給される第２励磁コイルとを有し、
前記検出部は、前記第１励磁コイルおよび第２励磁コイルにより励磁された個所を探傷可能とされた検出コイルを有し、
前記第１信号処理部は、前記検出部により検出された検出信号のうち前記第１励磁コイルに関する信号を検波して信号処理するように構成され、
前記第２信号処理部は、前記検出部により検出された検出信号のうち前記第２励磁コイルに関する信号を検波するとともにその検波したガタノイズ信号の振幅および位相が前記第１信号処理部により処理されたガタノイズ信号の振幅および位相と一致するよう信号処理するように構成され、
前記差動増幅器は、前記第１信号処理部からの探傷前信号と、前記第２信号処理部からの探傷前信号とを減算処理するよう構成されてなる
ことを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項２】
第２信号処理部により処理された疵信号の位相が第１信号処理部により処理された疵信号と逆位相となるようにされてなることを特徴とする請求項１記載の渦流探傷装置。
【請求項３】
励磁コイルがプリント・コイルとされてなることを特徴とする請求項１記載の渦流探傷装置。
【請求項４】
第１励磁電流と第２励磁電流とは同期され、かつ一方の周波数は他方の周波数の所定倍とされてなることを特徴とする請求項１記載の渦流探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦流探傷装置に関する。さらに詳しくは、例えば非磁性材や熱間材など磁性を有しない鋼材の表層部の疵を精度よく検出できる渦流探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鋼材の表面疵の探傷に相互誘導自己比較方式の渦流探傷が用いられている。この相互誘導自己比較方式の渦流探傷では、位相検波により疵信号と、探傷プローブと鋼材表面との距離変動に起因するノイズいわゆるガタノイズとを分離させて検出能の向上を図ることが一般的になされている。
【０００３】
磁性材の渦流探傷においては、疵信号とガタノイズ信号との位相差が大きいため、図１５に示すように、位相検波により疵信号とガタノイズとの分離がなし得て検出精度の向上が図られる。一方、非磁性材や熱間材など磁性を有しない鋼材における探傷信号は、疵信号とガタノイズとの位相差がほとんどないため、位相検波を行っても、図１６に示すように、疵信号とガタノイズとを分離させることが困難である。そのため、非磁性材や熱間材など磁性を有しない鋼材における渦流探傷においては、位相検波を行っても検出精度の向上を図ることはできない。
【０００４】
かかる従来の渦流探傷における問題を解決すべく、多重周波数を用いた渦流探傷が提案されている。
【０００５】
例えば、特開平９ー８００２８号公報には、励磁コイルおよび検出コイルを含む探傷コイルを用いる鋼材の渦流探傷において、鋼材が貫通する単一の励磁コイルに高周波ｆ１’の電流と低周波ｆ２’の電流を重畳して通電し、検出コイルに誘起する前記高周波ｆ１’の電圧の、前記励磁コイルの高周波ｆ１’の電流に対して第１の位相ずれがある第１成分を抽出し、この第１成分より、それをベクトルで表す場合の直交２成分および長さの少なくとも一者を算出してそれが設定値以上のとき疵と検出し、かつ、前記検出コイルに誘起する前記低周波ｆ２’の電圧の、前記励磁コイルの低周波ｆ２’の電流に対して第２の位相ずれがある第２成分を抽出し、この第２成分により、それをベクトルで表す場合の直交２成分および長さの少なくとも一者を算出してそれが設定値以上のとき疵と検出する、単数励磁コイル方式による多重周波数渦流探傷法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、従来の複数の周波数の電流を用いた渦流探傷法では、単一の励磁コイルに周波数の異なる電流を重畳して励磁し、検出コイルに誘起された電圧を単一の検出コイルにより検出し、各周波数の誘起電圧をそれぞれ位相検波してガタノイズの位相を一致させ（図１７（ａ），（ｂ）参照）、しかる後に位相検波された両信号からガタノイズを演算処理により除去するようにしている（図図１７（ｃ）参照）ため、疵の検出精度を十分向上させることができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、非磁性材や熱間材など磁性を有しない鋼材の表層部の疵を精度よく検出できる渦流探傷装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の渦流探傷装置は、励磁部と検出部と第１信号処理部と第２信号処理部と差動増幅器とを備え、前記励磁部は、第１の周波数の励磁電流が供給される第１励磁コイルと、前記第１の周波数と所定関係を有する第２の周波数の励磁電流が供給される第２励磁コイルとを有し、前記検出部は、前記第１励磁コイルおよび第２励磁コイルにより励磁された個所を探傷可能とされた検出コイルを有し、前記第１信号処理部は、前記検出部により検出された検出信号のうち前記第１励磁コイルに関する信号を検波して信号処理するように構成され、前記第２信号処理部は、前記検出部により検出された検出信号のうち前記第２励磁コイルに関する信号を検波するとともにその検波したガタノイズ信号の振幅および位相が前記第１信号処理部により処理されたガタノイズ信号の振幅および位相と一致するよう信号処理するように構成され、前記差動増幅器は、前記第１信号処理部からの探傷前信号と、前記第２信号処理部からの探傷前信号とを減算処理するよう構成されてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の渦流探傷装置においては、第２信号処理部により処理された疵信号の位相が第１信号処理部により処理された疵信号と逆位相となるようにされてなるのが好ましい。
【００１０】
また、本発明の渦流探傷装置においては、励磁コイルがプリント・コイルとされてなるのが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の渦流探傷装置においては、第１励磁電流と、第２励磁電流とは同期され、かつ一方の周波数は他方の周波数の所定倍とされてなるのが好ましい。
【００１２】
【作用】
本発明の渦流探傷装置は、前記の如く構成されているので、Ｓ／Ｎ比が改善されて熱間材や非磁性材などの磁性を有しない鋼材の探傷精度が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１４】
図１に、本発明の一実施形態に係る渦流探傷装置の概略構成をブロック図で示す。この渦流探傷装置（以下、単に装置という）Ａは、所定の配置で設けられる２組の励磁コイル１１、１２を有する励磁部１０と、検出コイル２１を有する検出部２０と、増幅器ＡＭＰにより増幅された検出コイル２１の出力信号ａが入力される２系統の信号処理部、すなわち第１信号処理部３０および第２信号処理部４０と、第１信号処理部３０の出力信号および第２信号処理部４０の出力信号を減算処理する差動増幅器５０とを主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００１５】
励磁部１０は、例えば厚みが約１００μｍ（マイクロ・メートル）のポリイミド樹脂からなる絶縁材薄膜１３（図４参照）に、所定パターンのプリント配線を施すようにして形成されるプリント・コイル（コイル要素）を、差動型コイルとなるよう結線してなるコイル要素対からなる第１および第２励磁コイル１１、１２を有するものとされる。
【００１６】
検出部２０は前記第１励磁コイル１１および第２励磁コイル１２により励磁された個所を探傷できるようされてなるプリント・コイル（コイル要素）からなる検出コイル２１を有するものとされる。
【００１７】
そして、かかる構成とされた各コイル（コイル要素）を有する励磁部１０および検出部２０が、装置Ａの探傷プローブを構成するフェライトコアからなる基材Ｐの被探傷材Ｍに対向する面Ｐａに絶縁材薄膜１３（１３Ｃ）を介して積層されて（図４参照）、被探傷材Ｍに面対させられる。
【００１８】
図２に、励磁部１０の第１励磁コイル１１および第２励磁コイル１２を構成しているプリント・コイルの結線を含む配列パターンの詳細を示す。
【００１９】
同図に示すように、第１励磁コイル１１および第２励磁コイル１２は、例えば絶縁材薄膜１３（１３Ａ）（図４参照）の両面に形成されたプリント・コイル群１４、１５の各プリント・コイル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄおよび１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄを、その中心が１つの正方形の各頂点に位置するよう配列するとともに、各対角に位置するプリント・コイル対が差動型コイルとなるようその巻線パターンが設定されかつ結線がなされている。すなわち、第１励磁コイル１１および第２励磁コイル１２は、プリント・コイル対１４Ａー１４Ｄ、１４Ｂー１４Ｃ、１５Ａー１５Ｄ、１５Ｂー１５Ｃが、差動型コイルとなるよう巻線パターンの設定および結線がなされてなる２層構造とされる。
【００２０】
なお、図２は、各プリント・コイル群を被探傷材Ｍ側から見た図を示す。
【００２１】
以下、プリント・コイル群の各層について、面Ｐａにより近いもの、つまり下層から順に第１層、第２層、…という。
【００２２】
第１層のプリント・コイル群１４は、より具体的には、巻線パターンが被探傷材Ｍ側から見て例えば右回りに中心に進む角形渦巻状の第１コイル１４Ａと、これと隣合うように配され第１コイル１４Ａと同様の渦巻状の配線パターンからなる第２コイル１４Ｂと、第２コイル１４Ｂに対して前掲した正方形の対角位置に配され第１コイル１４Ａと同様の渦巻状の配線パターンからなる第３コイル１４Ｃと、第１コイル１４Ａに対して前掲した正方形の対角位置に配され第１コイル１４Ａと同様の渦巻状の配線パターンからなる第４コイル１４Ｄとから構成される。
【００２３】
第２層のプリント・コイル群１５は、より具体的には、巻線パターンが第１コイル１４Ａと逆回りに中心に進む角形渦巻状の第５コイル１５Ａと、これと隣合うように配され第５コイル１５Ａと同様の渦巻状の配線パターンからなる第６コイル１５Ｂと、第６コイル１５Ｂに対して前掲した正方形の対角位置に配され第５コイル１５Ａと同様の渦巻状の配線パターンからなる第７コイル１５Ｃと、第５コイル１５Ａに対して前掲した正方形の対角位置に配され第５コイル１５Ａと同様の渦巻状の配線パターンからなる第８コイル１５Ｄとから構成される。
【００２４】
そして、プリント・コイル群１４、１５においては、対応する各層のコイル、すなわち第１コイル１４Ａと第５コイル１５Ａ、第２コイル１４Ｂと第６コイル１５Ｂ、第３コイル１４Ｃと第７コイル１５Ｃ、第４コイル１４Ｄと第８コイル１５Ｄとが、それぞれ磁界を強め合うよう中心および巻線を互いに重ねて設けられるものとされる（図４参照）。
【００２５】
また、第１励磁コイル１１の各コイル対１４Ａ−１４Ｄ，１５Ａ−１５Ｄを差動型コイルとする結線は、次のようにしてなされる。すなわち、第１コイル１４Ａの中心側線端が、絶縁材薄膜１３Ａに穿設されるスルーホール（不図示である、以下同様）を介して第５コイル１５Ａの中心側線端と接続され、第５コイル１５Ａの外周側線端が、第８コイル１５Ｄの外周側線端と接続され、第８コイル１５Ｄの中心側線端が、絶縁材薄膜１３Ａに穿設されるスルーホールを介して第４コイル１４Ｄの中心側線端と接続され、これによって、コイル対１４Ａ−１４Ｄ，１５Ａ−１５Ｄが差動型コイルとされる。
【００２６】
一方、第２励磁コイル１２の各コイル対１４Ｂ−１４Ｃ，１５Ｂ−１５Ｃを差動型コイルとする結線は、次のようにしてなされる。すなわち、第５コイル１５Ｂの中心側線端が、絶縁体薄膜１３Ａに穿設されるスルーホールを介して第２コイル１４Ｂの中心側線端と接続され、第２コイル１４Ｂの外周側線端が、第３コイル１４Ｃの外周側線端と接続され、第３コイル１４Ｃの中心側線端が、絶縁体薄膜１３Ａに穿設されるスルーホールを介して第７コイル１５Ｃの中心側線端と接続され、これによって、コイル対１４Ｂ−１４Ｃ，１５Ｂ−１５Ｃが差動型コイルとされる。
【００２７】
以上のようにして、励磁部１０においては、前掲した正方形の一つの対角にそれぞれ配される各プリント・コイル対、つまり第１コイル１４Ａと第４コイル１４Ｄとの対および第５コイル１５Ａと第８コイル１５Ｄとの対が差動型コイルとされた第１励磁コイル１１が形成され、他の一つの対角にそれぞれ配される各プリント・コイル対、つまり第２コイル１４Ｂと第３コイル１４Ｃの対および第６コイル１５Ｂと第７コイル１５Ｃとの対が差動型コイルとされた第２励磁コイル１２が形成され、これにより２組の励磁コイル、すなわち第１励磁コイル１１および第２励磁コイル１２が直交して配置されるものとされる。
【００２８】
次に、図３を参照して検出部２０を説明する。同図に示すように、検出部２０は、例えば絶縁体薄膜１３（１３Ｂ）（図４参照）の両面にプリント・コイル２２、２３を設けるようにしてなる２層構造とされる検出コイル２１からなるものとされる。なお、図３は、被探傷材Ｍ側から見た図を示す。
【００２９】
プリント・コイル２２、２３は、具体的には、励磁部１０を構成するプリント・コイル群１４、１５の上層、すなわち第３層および第４層にそれぞれ配され、前掲した正方形と同心状に形成されて第１および第２励磁コイル１１、１２に励磁された個所を探傷できる、角形渦巻状の配線パターンから構成されている。
【００３０】
すなわち、第３層のプリント・コイル２２は、右回りに内側に進む渦巻状の配線パターンからなる１つのコイル（以下、第９コイルという）２２からなり、第４層のプリント・コイル２３は、これと逆回りに内側に進む渦巻状の配線パターンからなる１つのコイル（以下、第１０コイルという）２３からなり、第９コイル２２と第１０コイル２３とは中心および配線が互いに重なるように形成されている。
【００３１】
そして、検出コイル２１は、第９コイル２２の中心側先端は絶縁体薄膜１３Ｂに穿設されるスルーホール（不図示である、以下同様）を介して第１０コイル２３の中心側先端と接続され、これによって、第９コイル２２の外周側先端を一端とし第１０コイル２３の外周側先端を他端とすることにより形成される。
【００３２】
図４に、励磁部１０および検出部２０の積層態様を模式的に示す。同図に示すように、励磁部１０と検出部２０とは絶縁材薄膜１３Ｃを介して積層される。なお、図４中の符号Ｗは疵を示す。
【００３３】
次に、信号処理部について説明する。
【００３４】
第１信号処理部３０は、検波器３１と、移相器３２と、バンドパスフィルタ３３とを有するものとされ、検出部２０の検出信号から励磁コイル１１に関する信号を検波し、その検波した信号を移相器３２により位相制御し、その位相制御した信号から低周波ノイズおよび高周波ノイズをバンドパスフィルタ３３により除去して第１探傷前信号を生成する。
【００３５】
ここで、移相器３２は、検波器３１により検波された信号の位相を制御し、例えばガタノイズ信号が図１５（ａ）に示すＹ軸上に位置するようにするものとされる。
【００３６】
バンドパスフィルタ３３は、疵信号の周波数と、その他のノイズ要因、例えば被検査材の温度変化によるゆるやかな変化あるいはホワイトノイズのような電気ノイズを除去する。その周波数は、検査環境によってそれぞれ決められる。
【００３７】
第２信号処理部４０は、検波器４１と、移相器４２と、バンドパスフィルタ４３と、増幅器４４とを有するものとされ、検出部２０の検出信号から励磁コイル１２に関する信号を検波し、その検波した信号を移相器４２により位相制御し、その位相制御した信号から低周波ノイズおよび高周波ノイズを除去し、その信号の振幅（強度）を増幅器４４により調整して第１信号処理部３０の第１探傷前信号と同一振幅（同一強度）の第２探傷前信号を生成する。なお、増幅器４４は第１信号処理部３０に設けるようにしてもよい。
【００３８】
ここで、移相器４２は、移相器３２と同様に検波器４１により検波された信号の位相を制御し、例えば疵信号が移相器３２により位相制御された疵信号と逆位相となるようその位相を制御するとともに、ガタノイズ信号が図１５（ａ）に示すＹ軸上に位置するようにするものとされる。
【００３９】
バンドパスフィルタ４３は、疵信号の周波数と、その他のノイズ要因、例えば被検査材の温度変化によるゆるやかな変化あるいはホワイトノイズのような電気ノイズを除去する。その周波数は、検査環境によってそれぞれ決められる。
【００４０】
増幅器４４は、移相器４２により位相制御されたガタノイズ信号の振幅つまり強度レベルを、移相器３２により位相制御されたガタノイズ信号の強度レベルに一致するようその強度を調整するものとされる（図８参照）。
【００４１】
次に、図５を参照しながら、かかる構成とされた装置Ａにおける渦流探傷の原理について説明する。
【００４２】
図５に示すように、第１励磁電流ｂ１の周波数ｆ１と第２励磁電流ｂ２の周波数ｆ２とは、一方（例えば第１励磁電流ｂ１）の周波数ｆ１が他方（例えば第２励磁電流ｂ２）の周波数の所定倍例えば２倍とされ、また位相は第１励磁電流ｂ１がｃｏｓ｛２π・ｆ１・（ｔ）｝（ｔ：ｔは時間を表す変数）で表されるとき、第２励磁電流ｂ２がｃｏｓ｛２π・ｆ２・（ｔ）｝で表されるように同期される。
【００４３】
このとき、検出部２０の出力信号ａは、下記式１に示すように、第１励磁電流ｂ１および第２励磁電流ｂ２と同一の周波数ｆ１，ｆ２を有し、位相がそれぞれαおよびβずれた各成分を重畳した信号となる。
【００４４】
ａ＝ｋ１・ｃｏｓ｛２π・ｆ１・（ｔ）＋α｝＋ｋ２・ｃｏｓ｛２π・ｆ２・（ｔ）＋β｝                                                        （１）
【００４５】
ただし、ｋ１、ｋ２：各成分の振幅を表す係数、である。
【００４６】
しかして、この検出部２０の出力信号ａは、前述したように、第１および第２信号処理部３０，４０により処理されて第１および第２探傷前信号とされるが、これは次のようにしてなされる。
【００４７】
第１信号処理部３０に入力された検出部２０の出力信号ａは、検波器３１に別途入力される第１励磁電流ｂ１と同周期かつ同位相の信号ｃ１（＝ｃｏｓ｛２π・ｆ１・（ｔ）｝）およびこれより位相が９０度遅れた信号ｄ１（＝ｓｉｎ｛２π・ｆ１・（ｔ）｝）により周波数ｆ１に関して検波されて、検波信号ｅ１（＝（ｋ１／２）・ｃｏｓα）、ｇ１（＝（ｋ１／２）・ｓｉｎ（−α））として出力される。
【００４８】
検波器３１により検出部２０の出力信号ａを検波して得られた検波信号ｅ１およびｇ１は移相器３２により位相制御されて信号ｈ１およびｉ１に変換され、ついで信号ｈ１（またはｉ１）はバンドパスフィルタ３３によりフィルタ処理されて第１探傷前信号ｊ１とされる。
【００４９】
第２信号処理部４０に入力された検出部２０の出力信号ａは、検波器４１に別途入力される信号により、疵信号が検波器３１により検波された疵信号と逆位相となるように検波されて検波信号ｅ２，ｇ２として出力される。かかる検波は、具体的には、第２励磁電流ｂ２と同周期かつ同位相の信号ｃ２（＝ｃｏｓ｛２π・ｆ２・（ｔ）｝）およびこれより位相が９０度遅れた信号ｄ２（＝ｓｉｎ｛２π・ｆ２・（ｔ）｝）により周波数ｆ２に関して検波されて、検波信号ｅ２（＝（ｋ２／２）・ｃｏｓα）、ｇ２（＝（ｋ２／２）・ｓｉｎ（−α））として出力される。
【００５０】
検波器４１により検出部２０の出力信号ａを検波して得られた検波信号ｅ２およびｇ２は移相器４２により位相制御されて信号ｈ２およびｉ２に変換され、ついで信号ｈ２（またはｉ２）はバンドパスフィルタ４３によりフィルタ処理された後に、増幅器４４により振幅（強度）が調整されて第２探傷前信号ｊ２とされる。
【００５１】
第１信号処理部３０により得られた第１探傷前信号ｊ１および第２信号処理部４０により得られた第２探傷前信号ｊ２が差動増幅器５０により減算処理され、それにより疵信号が増幅されかつガタノイズ信号が除去された探傷信号ｍが得られる。
【００５２】
以下、図６〜図８を参照しながら、装置Ａによる渦流探傷についてより具体的に説明する。
【００５３】
図６に、励磁部１０の第１および第２励磁コイル１１、１２と各種疵Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３との相対位置関係を模式化して示す。同図において、白抜き矢印Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、各疵Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が第１および第２励磁コイル（差動型コイル）１１、１２に対して移動する方向を示す。
【００５４】
図７に、各疵Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に対応する第１および第２探傷前信号ｊ１およびｊ２の疵信号ｊ１１およびｊ２１を示す。同図（ａ）は第１信号処理部３０の疵信号ｊ１１を示し、同図（ｂ）は第２信号処理部４０の疵信号ｊ２１を示す。また図８に、第１および第２探傷前信号ｊ１およびｊ２のガタノイズ信号ｊ１２およびｊ２２を示す。同図（ａ）は第１信号処理部３０のガタノイズ信号ｊ１２を示し、同図（ｂ）は第２信号処理部４０のガタノイズ信号ｊ２２を示す。
【００５５】
疵がない個所で第１および第２励磁コイル１１、１２をそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２の励磁電流、つまり第１および第２励磁電流ｂ１、ｂ２で励磁すると、検出コイル２１は、全体としてバランスして出力信号ａは安定する。したがって、疵が存在しないときは、探傷前信号ｊ１およびｊ２の信号は平坦となる。
【００５６】
その逆に、疵が第１および第２励磁コイル１１、１２を構成する各コイル対（１４Ａおよび１４Ｄ、１４Ｂおよび１４Ｃ）の対向位置を順次通過したときには、対応する周波数ｆ１、ｆ２の探傷前信号ｊ１およびｊ２の疵信号ｊ１１およびｊ２１に変化が表れるので、疵の検出がなし得る。以下、具体的に説明する。
【００５７】
（１）図６に示すように、第１励磁コイル１１の一端側のコイル（第１コイル１４Ａ、第５コイル１５Ａ）および第２励磁コイル１２の他端側のコイル（第３コイル１４Ｃ、第７コイル１５Ｃ）の中心を結ぶ、前掲した正方形の辺に平行な疵Ｗ１が矢印Ｖ１の方向に移動し、第１および第２励磁コイル１１、１２の各コイルを順次通過する場合には、図７に示すように、第１探傷前信号ｊ１に疵信号ｊ１１として信号Ｗ１ａが表れるとともに、第２探傷前信号ｊ２に疵信号ｊ２１として信号Ｗ１ａと逆位相の信号Ｗ１ｂが表れる。また、図８に示すように、第１探傷前信号ｊ１にガタノイズ信号ｊ１２として信号Ｇ１が表れるとともに、第２探傷前信号ｊ２にガタノイズ信号ｊ２２として信号Ｇ１と同一位相および同一強度の信号Ｇ２が表れる。
【００５８】
かかる信号Ｗ１ａおよび信号Ｇ１を含む第１探傷前信号ｊ１と、かかる信号Ｗ１ｂおよび信号Ｇ２を含む第２探傷前信号ｊ２とを差動増幅器５０で減算処理すると、信号Ｗ１ａ、Ｗ１ｂを増幅した疵信号が得られる一方、ガタノイズ信号はゼロとなりガタノイズが除去される。つまり、ガタノイズがなくしかも疵信号が強調された探傷信号ｍが得られる。したがって、探傷精度が向上する。
【００５９】
（２）第１励磁コイル１１の対角線と直交し、かつ第２励磁コイル１２の対角線と平行な方向に延びる疵Ｗ２が矢印Ｖ２の方向に移動し、第１励磁コイル１１の各コイルを順次通過し、かつ第２励磁コイル１２の各コイルを同時に通過する場合には、図７に示すように、第１探傷前信号ｊ１に疵信号ｊ１１として信号Ｗ１ａと同波形の信号Ｗ２ａが表れるが、第２探傷前信号ｊ２には疵信号ｊ２１は表れない。また、図８に示すように、第１探傷前信号ｊ１にガタノイズ信号ｊ１２として信号Ｇ１が表れるとともに、第２探傷前信号ｊ２にガタノイズ信号ｊ２２として信号Ｇ１と同一位相および同一強度の信号Ｇ２が表れる。
【００６０】
かかる信号Ｗ２ａおよび信号Ｇ１を含む第１探傷前信号ｊ１と、かかる信号Ｇ２を含む第２探傷前信号ｊ２とを差動増幅器５０で減算処理すると、信号Ｗ２ａが得られる一方、ガタノイズが除去される。つまり、ガタノイズがなくしかも疵信号が強調された探傷信号ｍが得られる。したがって、探傷精度が向上する。
【００６１】
（３）逆に、第２励磁コイル１２の対角線と直交しかつ第１励磁コイル１１の対角線と平行な方向に延びる疵Ｗ３が矢印Ｖ３の方向に移動し、第２励磁コイル１２の各コイルを順次通過し、かつ第１励磁コイル１Ａの各コイルを同時に通過する場合には、図７に示すように、第２探傷前信号ｊ２に疵信号ｊ２１として信号Ｗ１ｂと同波形の信号Ｗ３ｂが表れるが、第１探傷前信号ｊ１には疵信号ｊ１１は表れない。また、図８に示すように、第１探傷前信号ｊ１にガタノイズ信号ｊ１２として信号Ｇ１が表れるとともに、第２探傷前信号ｊ２にガタノイズ信号ｊ２２として信号Ｇ１と同一位相および同一強度の信号Ｇ２が表れる。
【００６２】
かかる信号Ｗ３ｂおよび信号Ｇ２を含む第２探傷前信号ｊ２と、かかる信号Ｇ１を含む第１探傷前信号ｊ１とを差動増幅器５０で減算処理すると、信号Ｗ３ｂが得られる一方、ガタノイズが除去される。つまり、ガタノイズがなくしかも疵信号が強調された探傷信号ｍが得られる。したがって、探傷精度が向上する。
【００６３】
【実施例】
実施形態の装置Ａにより、第１および第２励磁コイル１１，１２の励磁電流の周波数をそれぞれ２００ｋＨｚおよび４００ｋＨｚとして、非磁性材（ＳＵＳ３１６）の渦流探傷を行った。
【００６４】
得られた検出信号を検波器３１，４１により検波した結果を図９に示す。同図（ａ）は第１信号処理部３０の検波器３１により検波された結果を示し、同図（ｂ）は第２信号処理部４０の検波器４１により検波された結果を示す。なお、作図の簡略化のため、同位相成分（Ｘ）（またはｅ１、ｅ２）と９０°位相遅れ成分（Ｙ）（またはｇ１、ｇ２）とが同一軸線上に表されている。
【００６５】
検波器３１で検波された検波信号を移相器３２によりガタノイズ信号がＸ軸方向に一致するように移相した。移相後の信号を図１０（ａ）にベクトル図で示し、疵信号を図１１（ａ）に示す。また、ガタノイズ信号を図１２に示す。
【００６６】
検波器４１で検波された検波信号を移相器４２によりガタノイズ信号をＸ軸方向に移相し、さらに増幅器４４によりその強度を調整した。移相後の信号を図１０（ｂ）にベクトル図で示し、強度調整後の疵信号を図１１（ｂ）に示し、ガタノイズ信号を図１２に併せて示す。
【００６７】
このようにして得られた第１および第２探傷前信号を差動増幅器５０により減算処理した結果を図１３および図１４に示す。図１３より疵信号が増幅されて疵信号が強調されているのがわかる。また、図１４よりガタノイズが除去されているのがわかる。
【００６８】
したがって、実施形態の装置Ａによれば、ガタノイズが除去されるとともに、疵信号が強調された探傷信号が得られるのがわかる。すなわち、実施形態の装置Ａによれば、熱間材や非磁性材の渦流探傷を精度よくなし得るのがわかる。
【００６９】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態では励磁コイルおよび検出コイルはプリント・コイルとされているが、励磁コイルおよび検出コイルはプリント・コイルに限定されるものではなく、各種コイルとすることができる。また、実施形態ではプリント・コイルは２層とされているが、３層以上とすることもできる。さらに、コイルを複数並べて広い範囲を効率よく探傷することもできる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の渦流探傷装置によれば、Ｓ／Ｎ比が改善されて熱間材や非磁性材などの磁性を有しない鋼材の渦流探傷を精度よくなし得るという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る渦流探傷装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】励磁部の差動コイルの詳細を示す模式図である。
【図３】検出部の検出コイルの詳細を示す模式図である。
【図４】励磁部および検出部の積層態様を示す模式図である。
【図５】同渦流探傷装置の励磁部の差動コイルに供給される励磁電流の波形を示すグラフ図であって、同（ａ）は第１励磁コイルの電流を示し、同（ｂ）は第２励磁電流を示す。
【図６】励磁コイルと各種疵との相対位置関係を示す模式図である。
【図７】図６に示す各種疵に対応する疵信号を示すグラフ図であって、同（ａ）は第１信号処理部のものを示し、同（ｂ）は第２信号処理部のものを示す。
【図８】図６に示す各種疵に対応するガタノイズ信号を示すグラフ図であって、同（ａ）は第１信号処理部のものを示し、同（ｂ）は第２信号処理部のものを示す。
【図９】実施例の検波信号であって、同（ａ）は第１信号処理部のものを示し、同（ｂ）は第２信号処理部のものを示す。
【図１０】実施例の移相器による位相制御した後のガタノイズ信号のベクトル図であって、同（ａ）は第１信号処理部のものを示し、同（ｂ）は第２信号処理部のものを示す。
【図１１】実施例の移相器による位相制御した後の疵信号のグラフ図であって、同（ａ）は第１信号処理部のものを示し、同（ｂ）は第２信号処理部のものを示す。
【図１２】実施例の移相器による位相制御した後のガタノイズ信号のグラフ図である。
【図１３】実施例の疵信号のグラフ図である。
【図１４】実施例のガタノイズ信号のグラフ図である。
【図１５】従来の磁性材の渦流探傷における位相検波の疵信号およびガタノイズ信号の模式図であって、同（ａ）はベクトル図を示し、同（ｂ）は疵信号のグラフ図である。
【図１６】従来の非磁性材の渦流探傷における位相検波の疵信号およびガタノイズ信号の模式図であって、同（ａ）はベクトル図を示し、同（ｂ）は疵信号のグラフ図である。
【図１７】従来の２周波数方式による非磁性材の渦流探傷の疵信号およびガタノイズ信号の模式図であって、同（ａ）は第１周波数のベクトル図を示し、同（ｂ）は第２周波数のベクトル図を示し、同（ｃ）は減算処理後のベクトル図を示す。
【符号の説明】
Ａ        渦流探傷装置
Ｗ        疵
Ｍ        被探傷材
１０        励磁部
１１        第１励磁コイル
１２        第２励磁コイル
２０        検出部
２１        検出コイル
３０        第１信号処理部
３１        検波器
３２        移相器
３３        バンドパスフィルタ
４０        第２信号処理部
４１        検波器
４２        移相器
４３        バンドパスフィルタ
４４        増幅器
５０        差動増幅器
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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