(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを用いて、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷方法において、
一方の列の磁気素子を切換回路により時分割作動させて、磁場を励起させ、他方の列に配列され、磁場を励起させた磁気素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された磁場を検出させることを特徴とする渦流探傷方法。
【請求項２】
導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを用いて、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷方法において、
一方の列の磁気素子には磁場を励起させる磁場励起素子を、他方の列の磁気素子には磁場を検出する磁場検出素子をそれぞれ用意し、磁場励起素子を切換回路により時分割作動させて、磁場を励起させ、他方の列に配列され、磁場を励起させた磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に配置された２つの磁場検出素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された磁場を検出させることを特徴とする渦流探傷方法。
【請求項３】
前記筐体の周面に前記他方の列に隣り合わせて周設され、磁気素子群が配置された列と、該磁気素子群を時分割作動させる為の切換回路とを更に用意し、前記列に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された前記磁場を検出させる請求項１又は２記載の渦流探傷方法。
【請求項４】
導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷装置において、
一方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とする磁場励起手段と、他方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とする磁場検出手段とを備え、前記磁場励起手段による各磁場励起素子が励起させた各磁場を、該各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出手段による各２つの磁場検出素子が各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項５】
導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷装置において、
一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項６】
等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷装置において、
一方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とする磁場励起手段と、他方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とする磁場検出手段とを備え、前記磁場励起手段による各磁場励起素子が励起させた各磁場を、該各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出手段による１つ又は各２つの磁場検出素子が各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項７】
等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷装置において、
一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された１つ又は各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項８】
前記他方の列に隣り合わせて配設され、磁気素子群が配置された列と、該磁気素子群を時分割作動させる為の切換回路とを更に備え、前記列に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された前記磁場を検出し、渦流探傷するように構成してある請求項４乃至７の何れか１項に記載の渦流探傷装置。
【請求項９】
前記各磁場検出素子が検出して出力し、切換回路を経由した信号を増幅する増幅回路を更に備える請求項４乃至８の何れか１項に記載の渦流探傷装置。
【請求項１０】
導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷プローブにおいて、
一方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とされるように、他方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とされるようにそれぞれ構成してあり、前記磁場励起素子とされた各磁気素子が励起させた各磁場を、該各磁気素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出素子とされた各２つの磁気素子が各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷プローブ。
【請求項１１】
導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷プローブにおいて、
一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷プローブ。
【請求項１２】
等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷プローブにおいて、
一方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とされるように、他方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とされるようにそれぞれ構成してあり、前記磁場励起素子とされた各磁気素子が励起させた各磁場を、該各磁気素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出素子とされた１つ又は各２つの磁気素子が各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷プローブ。
【請求項１３】
等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷プローブにおいて、
一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された１つ又は各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする渦流探傷プローブ。
【請求項１４】
前記他方の列に隣り合わせて配設され、磁気素子群が配置された列と、該磁気素子群を時分割作動させる為の切換回路とを更に備え、前記列に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された前記磁場を検出し、渦流探傷するように構成してある請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の渦流探傷プローブ。
【請求項１５】
前記各磁場検出素子が検出して出力し、切換回路を経由した信号を増幅する増幅回路を更に備える請求項１０乃至１４の何れか１項に記載の渦流探傷プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器内部の伝熱管等の非破壊検査（渦流探傷試験）に用いられる渦流探傷方法、渦流探傷装置及び渦流探傷プローブの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、熱交換器内部の伝熱管（導体管）である金属細管の渦流探傷装置に使用される従来の渦流探傷プローブの外観を模式的に示す斜視図である。
渦流探傷試験は、時間的に変化する磁場（交流等）を導体に与え、導体に生じた渦電流が、欠陥によって変化するのを検出する非破壊検査であり、金属細管の渦流探傷試験では、金属細管に緩挿された渦流探傷プローブを走行させながら検出する。
【０００３】
この渦流探傷プローブでは、金属細管に緩挿されるように形成された円柱形状のケーシング（筐体）１４１に、その周面に一端面を合わせたコイル１１１〜１１８，１２１〜１２８，１３１〜１３８が等間隔に８個ずつ３列に周設されている。３列の１列目の各コイル１１１〜１１８は、他の２列の各コイル１２１〜１２８，１３１〜１３８とは、周方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている。
【０００４】
図５は、ケーシング１４１内及び渦流探傷装置の概略回路構成を示すブロック図である。
１列目の各コイル１１１〜１１８は、磁場励起コイル及び磁場検出コイルに兼用されるコイルであり、それぞれ磁場励起用のマルチプレクサ（切換回路）１５１、及び磁場検出用のマルチプレクサ（切換回路）１５２に接続されている。
磁場励起用のマルチプレクサ１５１にはリード線１５９が接続されており、リード線１５９には、渦流探傷装置の本体１６４から磁場を励起する為の交流電流が与えられる。磁場検出用のマルチプレクサ１５２には、各コイル１１１〜１１８が磁場を検出し出力した信号を増幅する増幅器１５６が接続され、増幅器１５６が増幅した信号は、リード線１６０を通じて渦流探傷装置の本体１６４に与えられる。
【０００５】
また、２列目の各コイル１２１〜１２８も、磁場励起コイル及び磁場検出コイルに兼用されるコイルであり、それぞれ磁場励起用のマルチプレクサ（切換回路）１５３、及び磁場検出用のマルチプレクサ（切換回路）１５４に接続されている。
磁場励起用のマルチプレクサ１５３には、リード線１６１が接続されており、リード線１６１には、渦流探傷装置の本体１６４から磁場を励起する為の交流電流が与えられる。磁場検出用のマルチプレクサ１５４には、各コイル１２１〜１２８が磁場を検出し出力した信号を増幅する増幅器１５７が接続され、増幅器１５７が増幅した信号は、リード線１６２を通じて渦流探傷装置の本体１６４に与えられる。
【０００６】
３列目の各コイル１３１〜１３８は、磁場検出コイルであり、それぞれ磁場検出用のマルチプレクサ（切換回路）１５５に接続されている。
磁場検出用のマルチプレクサ１５５には、各コイル１３１〜１３８が磁場を検出し出力した信号を増幅する増幅器１５８が接続され、増幅器１５８が増幅した信号は、リード線１６３を通じて渦流探傷装置の本体１６４に与えられる。
リード線１５９〜１６３は、図４に示すように、渦流探傷プローブのケーシング１４１の一端面の中央部と渦流探傷装置の本体１６４とを接続するケーブル１４２に収納されている。
【０００７】
渦流探傷装置の本体１６４には、各コイル１１１〜１１８，１２１〜１２８が磁場を励起する為の交流電流を発振する発振回路１６５と、各コイル１１１〜１１８，１２１〜１２８，１３１〜１３８が磁場を検出し増幅された検出信号を取得する信号検出回路１６６と、パーソナルコンピュータ（又はワークステーション）１６８と通信する為の通信部１６７とが内蔵されている。パーソナルコンピュータ１６８は、信号検出回路１６６が取得した検出信号を、通信部１６７を通じて検出データとして受信し、受信した検出データの記録及び表示を行う。
【０００８】
図６は、このような構成の渦流探傷プローブの動作を説明する為に、図４に示すコイル１１１〜１１８，１２１〜１２８，１３１〜１３８を平面に展開して示す展開図である。
この渦流探傷プローブは、動作の周期を示す第１タイムスロット（図６（ａ））では、マルチプレクサ１５１がコイル１１１を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ１５２が、選択して行く周方向にコイル１１１よりコイル２個分進んだコイル１１３を、磁場検出コイルＲとして選択する。また、マルチプレクサ１５５が、第３列目でコイル１１１より周方向にコイル０．５個分離隔したコイル１３１，１３２を磁場検出コイルＲとして選択する。
【０００９】
渦流探傷プローブは、次の第２タイムスロット（図６（ｂ））では、マルチプレクサ１５３が、２列目で選択して行く周方向にコイル１１１よりコイル０．５個分遅れたコイル１２１を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ１５４が、選択して行く周方向にコイル１２１よりコイル２個分進んだコイル１２３を磁場検出コイルＲとして選択する。
【００１０】
以後、奇数タイムスロットでは、マルチプレクサ１５１が、順次、コイル１１２，１１３，１１４・・・を磁場励起コイルＴとして選択して行き、マルチプレクサ１５２が、順次、コイル１１４，１１５，１１６・・・を磁場検出コイルＲとして選択して行く。また、マルチプレクサ１５５が、順次、コイル１３２，１３３，１３４・・・を磁場検出コイルＲとして各２個ずつ選択して行く。
偶数タイムスロットでは、マルチプレクサ１５３が、コイル１２２，１２３，１２４・・・を磁場励起コイルＴとして選択して行き、マルチプレクサ１５４が、コイル１２４，１２５，１２６・・・を磁場検出コイルＲとして選択して行く。
【００１１】
渦流探傷プローブは、第１５タイムスロット（図６（ｃ））では、マルチプレクサ１５１がコイル１１８を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ１５２が、選択して行く周方向にコイル１１８よりコイル２個分進んだコイル１１２を、磁場検出コイルＲとして選択する。また、マルチプレクサ１５５が、第３列目でコイル１１８より周方向にコイル０．５個分離隔したコイル１３８，１３１を磁場検出コイルＲとして選択する。
【００１２】
渦流探傷プローブは、次の第１６タイムスロット（図６（ｄ））では、マルチプレクサ１５３が、２列目で選択して行く周方向にコイル１１８よりコイル０．５個分遅れたコイル１２８を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ１５４が、選択して行く周方向にコイル１２８よりコイル２個分進んだコイル１２２を磁場検出コイルＲとして選択する。
【００１３】
以上により、この探傷プローブでは、金属細管１周当たり、コイル１１１〜１１８による周方向の欠陥検出の為の出力が８チャンネル、コイル１２１〜１２８による周方向の欠陥検出の為の出力が８チャンネル、コイル１３１〜１３８による軸方向の欠陥検出の為の出力が１６チャンネルそれぞれ得ることができる。コイル１１１〜１１８の出力信号とコイル１２１〜１２８の出力信号とは、互いに周方向について補間し合う位置関係にある為、周方向欠陥の為の出力は総計１６チャンネルとなる。
【００１４】
特許文献１には、複数の励起コイルと、複数の検出コイルと、これらのコイルを時分割駆動する為のスイッチング回路を備え、コイルとスイッチング回路との間に絶縁用スイッチング回路を更に設けた渦流探傷プローブが開示されている。
特許文献２には、複数の磁場励起素子と、複数の磁場検出素子と、これらの素子を時分割駆動する為のスイッチング回路、及び前記複数の磁場検出素子を時分割駆動するスイッチング回路よりも計測器側に設けた検出信号増幅回路とを備えた渦流探傷プローブが開示されている。
【００１５】
特許文献３には、複数の磁場励起素子・磁場検出素子対からなる渦流探傷プローブと、該プローブの磁場励起素子・磁場検出素子対を時分割駆動する手段とを備え、更に時分割駆動の数ステップにわたり各素子対の出力信号を保持する手段と、隣接する素子対の出力信号を差分する手段とを含む制御装置を備える渦流探傷装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２３５０１８号
【特許文献２】特開２０００−２３５０１９号
【特許文献３】特開２０００−２３５０２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した従来の渦流探傷プローブでは、周方向の欠陥検出の為のコイル１１１〜１１８の８チャンネルの出力と、コイル１２１〜１２８の８チャンネルの出力との間に、軸方向の位置ずれが存在し、渦流探傷プローブの走査速度が変動した場合、その軸方向の位置ずれを補正するのは難しい。軸方向の位置ずれの補正が不可能な場合、欠陥検出信号の空間分解能が低下し、また、再探傷時の信号再現性も低下するという問題がある。
また、上述した渦流探傷プローブでは、コイル１１１〜１１８，１２１〜１２８が、磁場励起コイル及び磁場検出コイル兼用である為、磁場励起用スイッチング回路及び磁場検出用スイッチング回路の双方に接続されており、回路構成が複雑になり、クロストークに起因する干渉信号が発生するという問題がある。
【００１７】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１乃至３発明では、欠陥検出信号の空間分解能、及び再探傷時の信号再現性を向上させ、必要な回路構成が簡単で、クロストークに起因する干渉信号を低減させることができる渦流探傷方法を提供することを目的とする。
第４乃至９発明では、欠陥検出信号の空間分解能、及び再探傷時の信号再現性を向上させ、回路構成が簡単で、クロストークに起因する干渉信号を低減させることができる渦流探傷装置を提供することを目的とする。
第１０乃至１５発明では、欠陥検出信号の空間分解能、及び再探傷時の信号再現性を向上させ、回路構成が簡単で、クロストークに起因する干渉信号を低減させることができる渦流探傷プローブ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】
【００１８】
第１発明に係る渦流探傷方法は、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを用いて、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷方法において、一方の列の磁気素子を切換回路により時分割作動させて、磁場を励起させ、他方の列に配列され、磁場を励起させた磁気素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された磁場を検出させることを特徴とする。
【００１９】
第２発明に係る渦流探傷方法は、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを用いて、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷方法において、一方の列の磁気素子には磁場を励起させる磁場励起素子を、他方の列の磁気素子には磁場を検出する磁場検出素子をそれぞれ用意し、磁場励起素子を切換回路により時分割作動させて、磁場を励起させ、他方の列に配列され、磁場を励起させた磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に配置された２つの磁場検出素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された磁場を検出させることを特徴とする。
【００２０】
第３発明に係る渦流探傷方法は、前記筐体の周面に前記他方の列に隣り合わせて周設され、磁気素子群が配置された列と、該磁気素子群を時分割作動させる為の切換回路とを更に用意し、前記列に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された前記磁場を検出させることを特徴とする。
【００２１】
第４発明に係る渦流探傷装置は、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷装置において、一方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とする磁場励起手段と、他方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とする磁場検出手段とを備え、前記磁場励起手段による各磁場励起素子が励起させた各磁場を、該各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出手段による各２つの磁場検出素子が各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００２２】
第１発明に係る渦流探傷方法及び第４発明に係る渦流探傷装置では、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、磁気素子群が、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、その一方の列が、他方の列と列方向に等間隔の１／２異なる位置に配置され、各切換回路が、磁気素子群を列毎に時分割作動させて、導体管を渦流探傷する。一方の列の磁気素子を、時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とし、他方の列の磁気素子を、時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とする。各磁場励起素子が励起させた各磁場を、各磁場励起素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置された各２つの磁場検出素子が各検出し、導体管を渦流探傷する。
【００２３】
第５発明に係る渦流探傷装置は、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷装置において、一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００２４】
第２発明に係る渦流探傷方法及び第５発明に係る渦流探傷装置では、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、磁気素子群が、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、その一方の列が、他方の列と列方向に等間隔の１／２異なる位置に配置され、各切換回路が、磁気素子群を列毎に時分割作動させて、導体管を渦流探傷する。一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子である。各磁場励起素子が時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、各磁場励起素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置された各２つの磁場検出素子が、時分割作動して各検出して、導体管を渦流探傷する。
【００２５】
第６発明に係る渦流探傷装置は、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷装置において、一方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とする磁場励起手段と、他方の列の磁気素子を、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とする磁場検出手段とを備え、前記磁場励起手段による各磁場励起素子が励起させた各磁場を、該各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出手段による１つ又は各２つの磁場検出素子が各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００２６】
第６発明に係る渦流探傷装置では、磁気素子群が、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、その一方の列が、他方の列と列方向に等間隔の１／２異なる位置に配置され、各切換回路が磁気素子群を列毎に時分割作動させる。
一方の列の磁気素子を、時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とし、他方の列の磁気素子を、時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とする。各磁場励起素子が励起させた各磁場を、各磁場励起素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置された１つ又は各２つの磁場検出素子が各検出し、渦流探傷する。
【００２７】
第７発明に係る渦流探傷装置は、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷装置において、一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された１つ又は各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００２８】
第７発明に係る渦流探傷装置では、磁気素子群が、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、その一方の列が、他方の列と列方向に等間隔の１／２異なる位置に配置され、各切換回路が、磁気素子群を列毎に時分割作動させる。一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子である。各磁場励起素子が時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、各磁場励起素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置された１つ又は各２つの磁場検出素子が、時分割作動して各検出し、渦流探傷する。
【００２９】
第８発明に係る渦流探傷装置は、前記他方の列に隣り合わせて配設され、磁気素子群が配置された列と、該磁気素子群を時分割作動させる為の切換回路とを更に備え、前記列に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された前記磁場を検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００３０】
第３発明に係る渦流探傷方法及び第８発明に係る渦流探傷装置では、磁気素子群が配置された列が、他方の列に隣り合わせて更に配設され、その更に配設された磁気素子群を、更に設けられた切換回路が時分割作動させる。その列に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された磁場を検出し、渦流探傷する。
【００３１】
第９発明に係る渦流探傷装置は、前記各磁場検出素子が検出して出力し、切換回路を経由した信号を増幅する増幅回路を更に備えることを特徴とする。
【００３２】
第１０発明に係る渦流探傷プローブは、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷プローブにおいて、一方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とされるように、他方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とされるようにそれぞれ構成してあり、前記磁場励起素子とされた各磁気素子が励起させた各磁場を、該各磁気素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出素子とされた各２つの磁気素子が各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００３３】
第１０発明に係る渦流探傷プローブでは、磁気素子群が、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、その一方の列が、他方の列と列方向に等間隔の１／２異なる位置に配置されている。各切換回路により磁気素子群を列毎に時分割作動させ、導体管を渦流探傷する。一方の列の磁気素子は、時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とされ、他方の列の磁気素子は、時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とされる。磁場励起素子とされた各磁気素子が励起させた各磁場を、その各磁気素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置され、磁場検出素子とされた各２つの磁気素子が各検出し、導体管を渦流探傷する。
【００３４】
第１１発明に係る渦流探傷プローブは、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備え、前記導体管を渦流探傷する渦流探傷プローブにおいて、一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、前記導体管を渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００３５】
第１１発明に係る渦流探傷プローブでは、磁気素子群が、導体管に緩挿されるように形成された円柱形状の筐体の周面に、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に周設され、その一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている。各切換回路により磁気素子群を列毎に時分割作動させ、導体管を渦流探傷する。一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子である。各磁場励起素子が時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、各磁場励起素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置された各２つの磁場検出素子が、時分割作動して各検出し、導体管を渦流探傷する。
【００３６】
第１２発明に係る渦流探傷プローブは、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷プローブにおいて、一方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とされるように、他方の列の磁気素子は、切換回路により時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とされるようにそれぞれ構成してあり、前記磁場励起素子とされた各磁気素子が励起させた各磁場を、該各磁気素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置され、前記磁場検出素子とされた１つ又は各２つの磁気素子が各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００３７】
第１２発明に係る渦流探傷プローブでは、磁気素子群が、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、その一方の列が、他方の列と列方向に等間隔の１／２異なる位置に配置され、各切換回路が、磁気素子群を列毎に時分割作動させる。一方の列の磁気素子は、時分割作動して磁場を励起させる磁場励起素子とされ、他方の列の磁気素子は、時分割作動して磁場を検出する磁場検出素子とされる。磁場励起素子とされた各磁気素子が励起させた各磁場を、その各磁気素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置され、磁場検出素子とされた１つ又は各２つの磁気素子が各検出し、渦流探傷する。
【００３８】
第１３発明に係る渦流探傷プローブは、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、該２列の一方の列が、他方の列と列方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている磁気素子群と、該磁気素子群を列毎に時分割作動させる為の各切換回路とを備える渦流探傷プローブにおいて、一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子であり、各磁場励起素子が切換回路により時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、前記各磁場励起素子と列方向に前記等間隔の３／２異なる位置に各配置された１つ又は各２つの磁場検出素子が、切換回路により時分割作動して各検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００３９】
第１３発明に係る渦流探傷プローブでは、磁気素子群が、等間隔に所定数ずつ少なくとも２列に配設され、その一方の列が、他方の列と列方向に等間隔の１／２異なる位置に配置され、各切換回路が、磁気素子群を列毎に時分割作動させる。一方の列の磁気素子は、磁場を励起させる磁場励起素子であり、他方の列の磁気素子は、磁場を検出する磁場検出素子である。各磁場励起素子が時分割作動して励起させた各磁場を、他方の列に配列され、その各磁場励起素子と列方向に等間隔の３／２異なる位置に各配置された１つ又は各２つの磁場検出素子が、時分割作動して各検出し渦流探傷する。
【００４０】
第１４発明に係る渦流探傷プローブは、前記他方の列に隣り合わせて配設され、磁気素子群が配置された列と、該磁気素子群を時分割作動させる為の切換回路とを更に備え、前記列に配置された２つの磁気素子を、切換回路により時分割作動させて、励起された前記磁場を検出し、渦流探傷するように構成してあることを特徴とする。
【００４１】
第１４発明に係る渦流探傷プローブでは、磁気素子群が配置された列が、他方の列に隣り合わせて更に配設され、更に設けられた切換回路が、その更に配設された磁気素子群を時分割作動させる。その磁気素子群の２つの磁気素子を、時分割作動して、励起された磁場を検出し渦流探傷する。
【００４２】
第１５発明に係る渦流探傷プローブは、前記各磁場検出素子が検出して出力し、切換回路を経由した信号を増幅する増幅回路を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
第１乃至３発明に係る渦流探傷方法によれば、欠陥検出信号の空間分解能、及び再探傷時の信号再現性を向上させ、必要な回路構成が簡単で、クロストークに起因する干渉信号を低減させることができる渦流探傷方法を実現できる。
【００４４】
第４乃至９発明に係る渦流探傷装置によれば、欠陥検出信号の空間分解能、及び再探傷時の信号再現性を向上させ、回路構成が簡単で、クロストークに起因する干渉信号を低減させることができる渦流探傷装置を実現できる。
【００４５】
第１０乃至１５発明に係る渦流探傷プローブによれば、欠陥検出信号の空間分解能、及び再探傷時の信号再現性を向上させ、回路構成が簡単で、クロストークに起因する干渉信号を低減させることができる渦流探傷プローブを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る渦流探傷方法、渦流探傷装置及び渦流探傷プローブの実施の形態に使用される渦流探傷プローブの外観を模式的に示す斜視図である。
この渦流探傷プローブは、金属細管に緩挿されるように形成された円柱形状のケーシング（筐体）４１に、その周面に一端面を合わせたコイル１１〜１８，２１〜２８，３１〜３８が等間隔に８個ずつ３列に周設されている。３列の１列目の各コイル１１〜１８は、他の２列の各コイル２１〜２８，３１〜３８とは、周方向に前記等間隔の１／２異なる位置に配置されている。
【００４７】
図２は、ケーシング４１内及び渦流探傷装置の概略回路構成を示すブロック図である。
１列目の各コイル（磁気素子、磁場励起手段）１１〜１８は、金属細管の内周面から肉部に渦電流を発生させる磁場励起コイル（磁場励起素子）に使用されるコイルであり、それぞれ磁場励起用のマルチプレクサ（切換回路）５１に接続されている。
磁場励起用のマルチプレクサ５１にはリード線５６が接続されており、リード線５６には、渦流探傷装置の本体５９から磁場を励起する為の交流電流が与えられる。
【００４８】
また、２列目の各コイル（磁気素子、磁場検出手段）２１〜２８は、金属細管の肉部に発生した渦電流による磁場を検出する磁場検出コイル（磁場検出素子）に使用されるコイルであり、それぞれ磁場検出用のマルチプレクサ（切換回路）５２に接続されている。磁場検出用のマルチプレクサ５２には、各コイル２１〜２８が磁場を検出し出力した信号を増幅する増幅器（磁場検出手段）５４が接続され、増幅器５４が増幅した信号は、リード線５７を通じて渦流探傷装置の本体５９に与えられる。
【００４９】
３列目の各コイル（磁気素子、磁場検出手段）３１〜３８は、磁場検出に使用されるコイルであり、それぞれ磁場検出用のマルチプレクサ（切換回路）５３に接続されている。磁場検出用のマルチプレクサ５３には、各コイル３１〜３８が磁場を検出し出力した信号を増幅する増幅器（磁場検出手段）５５が接続され、増幅器５５が増幅した信号は、リード線５８を通じて渦流探傷装置の本体５９に与えられる。
【００５０】
リード線５６〜５８は、図１に示すように、渦流探傷プローブのケーシング４１の一端面の中央部と渦流探傷装置の本体５９とを接続するケーブル４２に収納されている。
渦流探傷装置の本体５９には、各コイル１１〜１８が磁場を励起する為の交流電流を発振する発振回路（磁場励起手段）６０と、各コイル２１〜２８，３１〜３８が磁場を検出し増幅された検出信号を取得する信号検出回路６１と、パーソナルコンピュータ（又はワークステーション）６３と通信する為の通信部６２とが内蔵されている。パーソナルコンピュータ６３は、信号検出回路６１が取得した検出信号を、通信部６２を通じて検出データとして受信し、受信した検出データの記録及び表示を行う。
尚、増幅器５４，５５は、渦流探傷装置の本体５９に内蔵されていても良く、また、各列のコイル数が小さい場合は、マルチプレクサ５１〜５３も渦流探傷装置の本体５９に内蔵することも可能である。
【００５１】
図３は、このような構成の渦流探傷プローブの動作を説明する為に、図１に示すコイル１１〜１８，２１〜２８，３１〜３８を平面に展開して示す展開図である。
この渦流探傷プローブは、動作の周期を示す第１タイムスロットから第８タイムスロットで、金属細管の内周面１回り分を探傷する。
渦流探傷プローブは、第１タイムスロット（図３（ａ））では、マルチプレクサ５１がコイル１１を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ５２が、第２列目でコイル１１より周方向にコイル３／２個分離隔したコイル２８，２３を、磁場検出コイルＲ１，Ｒ２として選択する。また、マルチプレクサ５３が、第３列目でコイル１１より周方向にコイル０．５個分離隔したコイル３１，３２を磁場検出コイルＲ３，Ｒ４として選択する。
【００５２】
磁場検出コイルＲ１，Ｒ２が出力した検出信号は、金属細管の周方向（渦流探傷プローブの進行方向に交差する方向）の欠陥検出に、磁場検出コイルＲ３，Ｒ４が出力した検出信号は、金属細管の軸方向（渦流探傷プローブの進行方向）の欠陥検出にそれぞれ使用される。
【００５３】
渦流探傷プローブは、次の第２タイムスロット（図３（ｂ））では、マルチプレクサ５１がコイル１２を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ５２が、第２列目でコイル１２より周方向にコイル３／２個分離隔したコイル２１，２４を、磁場検出コイルＲ１，Ｒ２として選択する。また、マルチプレクサ５３が、第３列目でコイル１２より周方向にコイル０．５個分離隔したコイル３２，３３を磁場検出コイルＲ３，Ｒ４として選択する。
【００５４】
以後、各タイムスロットでは、マルチプレクサ５１が、順次、コイル１３，１４，１５・・・を磁場励起コイルＴとして選択して行き、マルチプレクサ５２が、順次、コイル２２−２５，２３−２６，２４−２７・・・を磁場検出コイルＲ１−Ｒ２として各２個ずつ選択して行く。また、マルチプレクサ５３が、順次、コイル３３−３４，３４−３５，３５−３６・・・を磁場検出コイルＲ３−Ｒ４として各２個ずつ選択して行く。
【００５５】
渦流探傷プローブは、第７タイムスロット（図３（ｃ））では、マルチプレクサ５１がコイル１７を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ５２が、第２列目でコイル１７より周方向にコイル３／２個分離隔したコイル２６，２１を、磁場検出コイルＲ１，Ｒ２として選択する。また、マルチプレクサ５３が、第３列目でコイル１７より周方向にコイル０．５個分離隔したコイル３７，３８を磁場検出コイルＲ３，Ｒ４として選択する。
【００５６】
渦流探傷プローブは、次の第８タイムスロット（図３（ｄ））では、マルチプレクサ５１がコイル１８を磁場励起コイルＴとして選択し、マルチプレクサ５２が、第２列目でコイル１８より周方向にコイル３／２個分離隔したコイル２７，２２を、磁場検出コイルＲ１，Ｒ２として選択する。また、マルチプレクサ５３が、第３列目でコイル１８より周方向にコイル０．５個分離隔したコイル３８，３１を磁場検出コイルＲ３，Ｒ４として選択する。
【００５７】
上述した第１〜８タイムスロットにより、磁場励起コイルＴ−磁場検出コイルＲ１及び磁場励起コイルＴ−磁場検出コイルＲ２の組合せは、金属細管の周方向（渦流探傷プローブの進行方向に交差する方向）の欠陥検出に好適な配置となっている。また、磁場励起コイルＴ−磁場検出コイルＲ３及び磁場励起コイルＴ−磁場検出コイルＲ４の組合せは、金属細管の軸方向（渦流探傷プローブの進行方向）の欠陥検出に好適な配置となっている。
【００５８】
本実施の形態の場合、金属細管１周当たり、コイル２１〜２８による１６チャンネルの出力が、全て同一円周上で揃う為、軸方向の位置ずれを補正する必要が無く、欠陥検出信号の空間分解能、及び再探傷時の信号再現性が向上する。
また、図２に示すように、図５の従来の回路に比較して、２個のマルチプレクサと、１列目のコイル１１〜１８及び２列目のコイル２１〜２８からその２個のマルチプレクサへの配線とが不要になるので、回路構成を小型化でき、回路全体を渦流探傷プローブのケーシング４１内に収納することが可能である。また、配線が減少することにより、クロストークに起因する干渉信号を低減することができる。
【００５９】
また、渦流探傷装置の性能等の事情により、２つのタイムスロットを複合することも可能である。例えば、第１タイムスロットで、磁場励起コイルとしてコイル１１，１５を、磁場検出コイルとしてコイル３１，３２，２８，２３，３５，３６，２４，２７を同時に選択することも可能である。
尚、マルチプレクサによる検出信号を増幅する為、増幅回路は通常必要であるが、特に検出信号の劣化が問題にならないような場合には、増幅回路を省略することも可能である。
また、本実施の形態では、金属細管内に挿入する内挿型プローブの例を示したが、本発明は、上置型及び貫通型の渦流探傷装置及び渦流探傷プローブについても適用することができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、磁場励起素子、磁場検出素子として、共にコイルを用いているが、勿論、これに限らず、その他の素子を用いることも可能である。また、磁場励起素子群と磁場検出素子群とを明確に区別しているので、例えば、磁場励起素子としてコイルを、磁場検出素子としてホール素子、磁気抵抗効果素子等の磁気検出素子を使用する等、異種の素子を組合わせることも可能である。
また、コイルの向きについても、図１に示す限りではなく、他の向きで構成することも可能である。
【００６１】
また、コイル数についても、１列８個に限る必要は一切無く、必要に応じて適宜増減できる。また、切換回路であるマルチプレクサのチャンネル数についても同様に、必要に応じて適宜増減することができる。また、回路を内蔵する場所については、渦流探傷プローブのケーシング内部が最も望ましいが、物理的に不可能である場合は、信号線を内包するチューブ内部やその周囲に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る渦流探傷方法、渦流探傷装置及び渦流探傷プローブの実施の形態に使用される渦流探傷プローブの外観を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係る渦流探傷プローブのケーシング内及び渦流探傷装置の概略回路構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る渦流探傷方法、渦流探傷装置及び渦流探傷プローブの動作を説明する為に、図１に示すコイルを平面展開して示す展開図である。
【図４】従来の渦流探傷プローブの外観を模式的に示す斜視図である。
【図５】従来の渦流探傷プローブのケーシング内及び渦流探傷装置の概略回路構成を示すブロック図である。
【図６】従来の渦流探傷プローブの動作を説明する為に、図４に示すコイルを平面展開して示す展開図である。
【符号の説明】
【００６３】
１１〜１８  コイル（磁気素子、磁場励起手段）
２１〜２８，３１〜３８  コイル（磁気素子、磁場検出手段）
４１  ケーシング（筐体）
４２  ケーブル
５１〜５３  マルチプレクサ（切換回路）
５４，５５  増幅器（磁場検出手段）
５６〜５８  リード線
５９  渦流探傷装置の本体
６０  発振回路（磁場励起手段）
６１  信号検出回路（磁場検出手段）
６２  通信部
６３  パーソナルコンピュータ（又はワークステーション）
【図１】
0005175513.tif 000002
【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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