(57)【要約】【課題】簡易な構造のプローブを有する被検査体の渦電流探傷装置及び渦電流探傷法により、被検査体の深部における検査精度を向上させる点にある。【解決手段】中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ中心軸と被検査体表面とが平行になるよう配置された一対の前記励磁コイルと、一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された検査コイルとを有するプローブを備え、被検査体の内部の検査対象深度に応じた適正な交流周波数とリフトオフ量を記憶した記憶部を備え、パラメータ値設定機構により設定される交流周波数とリフトオフ量を前記交流周波数と前記リフトオフ量とさせるパラメータ値制御手段を備える。【選択図】図１
2007333630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを被検査体表面に沿って移動可能に備えた被検査体の渦電流探傷装置であって、
中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と前記被検査体表面とが平行になるよう配置された一対の前記励磁コイルと、
前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ前記中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを有する前記プローブを備え、
前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量を設定するパラメータ値設定機構を備えるとともに、
前記被検査体の内部の検査対象深度に応じた適正な前記交流周波数と前記リフトオフ量を記憶した記憶部を備え、
前記パラメータ値設定機構により設定される前記交流周波数と前記リフトオフ量を前記被検査体の内部の検査対象深度に応じた適正な前記交流周波数と前記リフトオフ量とさせるパラメータ値制御手段を備えた被検査体の渦電流探傷装置。
【請求項２】
経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを被検査体表面に沿って移動可能に備えた被検査体の渦電流探傷装置であって、
中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と前記被検査体表面とが平行になるよう配置された一対の前記励磁コイルと、
前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ前記中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを有する前記プローブを備え、
前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量を設定するパラメータ値設定機構を備えるとともに、
前記パラメータ値設定機構により設定される前記交流周波数と前記リフトオフ量の少なくとも１つを異なるように２設定する検査制御手段を備え、
異なる２設定のパラメータ値において、前記検査コイルから得られる検査信号の値から、被検査体の表裏のいずれに傷が存在しているかを判定する傷位置判定手段を備えた被検査体の渦電流探傷装置。
【請求項３】
前記リフトオフ量が、前記励磁コイルのコイル径の２倍以内に設定されている請求項１又は２に記載の被検査体の渦電流探傷装置。
【請求項４】
経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを前記被検査体に対して移動させ、前記被検査体を検査する渦電流探傷法であって、
中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面とが平行となるよう配置された一対の前記励磁コイルと、
前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ前記中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを備えた前記プローブを使用し、
前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量を、前記被検査体の内部の検査対象深度に応じて設定して、被検査体内部を検査する渦電流探傷法。
【請求項５】
経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを前記被検査体に対して移動させ、前記被検査体を検査する渦電流探傷法であって、
中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面とが平行となるよう配置された一対の前記励磁コイルと、
前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ前記中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを備えた前記プローブを使用し、
前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量の少なくとも一つを異なるように２設定して検査を実行し、前記検査コイルから得られる検査信号の値から、被検査体の表裏のいずれに傷が存在しているかを判定することを特徴とする被検査体内部を検査する渦電流探傷法。
【請求項６】
前記リフトオフ量を、前記励磁コイルのコイル径の２倍以内に設定する請求項５又は６に記載の渦電流探傷法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを有するプローブを使用して被検査体の検査を行う渦電流探傷装置及びその装置が使用する探傷方法である渦電流探傷法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントや航空機などの構造物では、欠陥許容基準、あるいは損傷許容設計に基づいて非破壊検査を行いたいという需要があり、高い欠陥検出能力と欠陥の形状評価が必要とされている。
非破壊検査の一つである渦電流探傷方法及び渦電流探傷装置は、被検査体に対して交流電圧をかけた励磁コイルを近づけることで、被検査体表面に変動磁場を発生させ、変動磁場に応じて発生した渦電流を検査コイルで検出することにより、被検査体表面付近の傷や割れなどの損傷を非破壊で検査する装置である。
【０００３】
上記渦電流は、検査対象深度が深くなるに従って、指数関数的に減少するという特徴がある。そこで特許文献１では、プローブ内に４つの励磁コイルをコイル軸心が被検査体表面に並行で、且つコイル面が対峙するよう配置することで、渦電流が被検査体表面で小さく被検査体内部で略最大となる分布を作り、被検査体内部を検査可能な渦電流探傷装置が考案されている。
上記渦電流探傷装置は、特許文献１の詳細な説明及び特許文献１に記載の図１（本願明細書の図１０に対応）に示すように、辺の長さＤが１辺３０ｍｍである矩形の励磁コイル５１が４つ備えられており、対を成す内側２つの励磁コイル５１ａと５１ｂの間隔Ｌ１が５０ｍｍ、対を成す外側二つの励磁コイル５１ｃと５１ｄの間隔Ｌ２が７０ｍｍであり、円形の検査コイル５２の径ｄが３ｍｍであり、コイルに流れる電流の交流周波数は１０ｋＨｚである。そして、励磁コイル５１と検査コイル５２で構成されるプローブ１８のリフトオフ量は０ｍｍである。この特許文献１には、被検査体としてステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）を検査する場合が例示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０１０６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示の技術を検証するために、発明者らは、前記渦電流探傷装置の解析数値モデルを作成し、検査対象深度（ｍｍ）とその深度で発生することができる渦電流強度（Ａ／ｍ2）の関係を調べた。この解析数値モデルでは、リフトオフ量及び励磁コイルに流す電流の交流周波数を可変設定できるようにするとともに、被検査体の材質をステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）と鋼に変更できるようにした。数値解析モデルの要素分割状態を図９に示した。図９は、解析モデルの右奥側の四半部分を示している。
この解析モデルの構成は、上記した特許文献１に記載のプローブの構成を踏襲するものであり、中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面とが平行になるよう配置された一対の励磁コイルを軸方向に２セット備え、対をなす励磁コイルの中央に配置され、且つ中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルを備えた構成となる。
以下、励磁コイルの軸方向で見て、検査コイル側に位置される内側の励磁コイルをコイルＡ、外側の励磁コイルをコイルＢと呼ぶ。
また、以下に示すように、この数値解析モデルを使用して、得られた結果を、図５、図６、図７、図８に示した。図５、図６は、本発明に係る結果であり、図７、図８は従来技術の課題を説明するための結果である。これらの図において、横軸は検査対象深度（ｍｍ）を、縦軸はその深度で発生することができる渦電流強度（Ａ／ｍ2）を示している。さらに、横軸の下側に被検査体表面に発生する渦電流に対して強度が１／３なる深度を検出限界として示した。さらに、各図の右側に被検査体の材質（ステンレス及び鋼のいずれか）、交流周波数（１０Ｈｚ及び１０ｋＨｚのいずれか）、リフトオフ量（０ｍｍ及び５０ｍｍのいずれか）、を示した。
また、図７と図８には、コイルＡ及びコイルＢを個別に使用して発生する磁界による渦電流強度と、コイルＡとコイルＢを同時に使用して発生する合成磁界による渦電流強度（図７では−□−、図８では−●−）を示したが、他の図面にあっては、コイルＡによる結果のみを示した。なお、図７における合成磁界のグラフの説明にある「（１．７５）」は、コイルＢの振幅調整値であり、図８における合成磁界のグラフの説明にある「（１．４４＋０．２２６ｊ）」は、コイルＢの振幅調整値と位相調整値を複素数で表示した値である。
【０００６】
さて、従来技術の結果である図７、図８に示されている合成磁界による渦電流強度は、グラフの傾きが緩やかになっているため検出限界の条件が若干緩和されているが、コイルを個別に使用した場合に比して、渦電流強度の絶対値が弱くなっている。ここで、検出限界とは、被検査体表面の渦電流強度の１／３となる渦電流強度である。
【０００７】
また、図７に示すように、従来技術では、被検査体がステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）の場合でも、コイルＡ、コイルＢにおいて、逆向きの通電電流の大きさを調整するだけでは、被検査体表面の渦電流強度が大きくなり、深さ５ｍｍが傷の検出限界であった。また、このような問題を解決する方法として、位相まで考慮してコイルＡとコイルＢの通電電流を調整することが考えられるが、材質などのバラツキの影響を受けやすいため、実用性はほとんどなかった。
【０００８】
上記従来技術を、渦電流の浸透がさらに厳しい鋼板の被検査体に適用すると、後述する図８に示すように、位相まで考慮して内側のコイルと外側のコイルの通電電流を調整しても、検出限界は深さ１ｍｍ未満であり、被検査体表面から深い位置において充分な検査精度を確保できないという問題があった。
【０００９】
また、上記特許文献１に開示の技術は、プローブ内に多数のコイルを組み込むため、その構成が比較的複雑となるといった課題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造のプローブを使用して被検査体の検査を行える渦電流探傷装置を得るとともに、その渦電流探傷装置で使用する渦電流探傷方法を得て、比較的渦電流が検出されにくい磁性体の検査体においても、該被検査体表面から比較的深い位置における欠陥の検査精度を向上させる点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る、経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを被検査体表面に沿って移動可能に備えた被検査体の渦電流探傷装置の第１特徴構成は、中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面とが平行になるよう配置された一対の前記励磁コイルと、前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを有するプローブを備え、前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量を設定するパラメータ値設定機構を備えるとともに、
前記被検査体の内部の検査対象深度に応じた適正な前記交流周波数と前記リフトオフ量を記憶した記憶部を備え、
前記パラメータ値設定機構により設定される前記交流周波数と前記リフトオフ量を、前記被検査体の内部の検査対象深度に応じた適正な前記交流周波数と前記リフトオフ量とさせるパラメータ値制御手段を備えた点にある。
【００１２】
上記第１特徴構成は、目的の検査対象深度が決定している場合、又は特定の箇所において詳細な検査を要する場合に有効である。
上記第１特徴構成によれば、例えば検査対象深度をキー情報として、記憶部が保持する検査対象深度と当該検査対象深度において渦電流強度を確保できるリフトオフ量との関係を有するデータテーブル内を検索することにより、検査対象深度における渦電流強度が適正となるリフトオフ量を得ることができる。同様に、検査対象深度をキー情報として、記憶部が保持する検査対象深度と当該検査対象深度において渦電流強度を確保できる交流周波数との関係を表すデータテーブル内を検索することにより、検査対象深度における渦電流強度が適正となる交流周波数を得ることができる。
【００１３】
ここで、以上のようなデータテーブルを保持することが好ましい理由は、リフトオフ量に関しては、渦電流探傷試験において、検査対象深度を問題とする場合、深度が深くなるにつれて、ある程度、リフトオフ量を持たせた検査を行ったほうが良いとの新知見による。さらに交流周波数に関しては、その周波数が高いほど形成される渦電流が表面付近に留まり、深度として深い位置を検査したい場合、周波数の低い側を使用するほうが好ましいという結果に基づいている。従って、被検査体における検査対象深度が特定された場合には、その深度に適合した交流周波数及びリフトオフ量をデータテーブルから読みだし、それらパラメータに従って検査を行うことで、良好に検査を実行できる。
【００１４】
さらに、予めデータテーブルに蓄積されたデータを基に、リフトオフ量及び交流周波数を決定するため、リフトオフ量及び交流周波数を決定する時間を短縮でき、目的の検査対象深度が決定している場合に検査を効率化できる。又、事実上、リフトオフ量及び交流周波数を調整して、検査対象深度において渦電流強度を確保できる設定で検査を行うため、これまで検査できなかった検査対象深度においても渦電流を感度良く検出することができ、検査精度を高めることができる。
【００１５】
この渦電流探傷装置では、経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを前記被検査体に対して移動させ、前記被検査体を検査するにあたって、
中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面とが平行となるよう配置された一対の前記励磁コイルと、
前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを備えた前記プローブを使用し、
前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量を、前記被検査体の内部の検査対象深度に応じて設定して、被検査体内部を検査することとなる。
【００１６】
本発明に係る、経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを被検査体表面に沿って移動可能に備えた被検査体の渦電流探傷装置の第２特徴構成は、中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面とが平行になるよう配置された一対の前記励磁コイルと、
前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを有するプローブを備え、
前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量を設定するパラメータ値設定機構を備えるとともに、
前記パラメータ値設定機構により設定される前記交流周波数と前記リフトオフ量の少なくとも１つを異なるように２設定する検査制御手段を備え、
異なる２設定のパラメータ値において、前記検査コイルから得られる検査信号の値から、被検査体の表裏のいずれに傷が存在しているかを判定する傷位置判定手段を備えた点にある。
【００１７】
上記第２特徴構成は、検査対象深度が決定していない場合や、傷が表裏のどちら側にあるかを判定する場合に有効である。
この装置において使用するプローブは、第一の特徴構成で使用する構成のものと同一の、一対の励磁コイルを備えた簡易なものである。
さて、上記第２特徴構成によれば、被検査体の内部の検査対象深度が異なるように、交流周波数或いはリフトオフ量の少なくとも一方を２設定して検査を実行するので、例えば浅い検査対象深度に対応したリフトオフ量に設定して測定された渦電流強度が強い場合、傷が浅い位置（表面側）に存在すると判定する。
【００１８】
一方、各設定において得られる渦電流強度の比により、傷が被検査体の表裏のいずれに存在するかを判定することができる。具体的な判定手法に関しては、発明を実施する最良の形態における第２実施形態において記載する。
【００１９】
この渦電流探傷装置では、
経時的に変化する磁場を被検査体に対して形成して、前記被検査体に渦電流を発生させる励磁コイルと前記渦電流の変化を計測する検査コイルとを備えたプローブを前記被検査体に対して移動させ、前記被検査体を検査するにあたって、
中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面とが平行となるよう配置された一対の前記励磁コイルと、
前記一対の励磁コイルの中央に配置され、且つ中心軸が前記被検査体表面と垂直となるよう配置された前記検査コイルとを備えた前記プローブを使用し、
前記励磁コイルの通電電流における交流周波数と、前記プローブの前記被検査体表面からの距離であるリフトオフ量の少なくとも一つを異なるように２設定して検査を実行し、前記検査コイルから得られる検査信号の値から、被検査体の表裏のいずれに傷が存在しているかを判定して被検査体内部を検査することとなる。
【００２０】
本発明に係る被検査体の渦電流探傷装置の第３特徴構成は、上記第１、又は第２特徴構成に加えて、前記リフトオフ量が、前記励磁コイルのコイル径の２倍以内に設定されている点にある。即ち、リフトオフ量を、励磁コイルのコイル径との関係で、適切な範囲に規定して探傷を行うことが好ましいことを見出して、本発明を完成した。
【００２１】
発明者らは、鋭意研究することにより、リフトオフ量を上記範囲内に収めることで、強い検査信号が得られるという知見を得た。
上記第３特徴構成によれば先に説明した第１特徴構成を備えた装置では、記憶部に記憶される適正リフトオフ量を、励磁コイルのコイル径の２倍以内とすることにより、特定のコイル径の励磁コイルを使用して渦電流探傷を行う場合に、このプローブで探傷可能な深度に関して、リフトオフ量を適切に設定して強い渦電流を発生させることにより従来可能とされていた範囲より深い位置にある傷を感度よく検出できる。
上記第３特徴構成によれば、先に説明した第２特徴構成を備えた装置では、リフトオフ量が渦電流を検出するのに適切な範囲に限定されていることにより、リフトオフ量制御手段が２設定のリフトオフ量を決定する際に、無効な渦電流が検出されるリフトオフ量を選択する可能性を排除することができ、検査時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
図１、図２、図５及び図６を用いて本発明の第１特徴構成を備えた第１実施形態について説明する。
本実施形態における渦電流探傷装置は、中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一且つ前記中心軸と被検査体表面１０ａとが平行になるよう配置された一対の励磁コイル５１と、前記一対の励磁コイル５１の中央に配置され、且つ中心軸が前記被検査体表面１０ａと垂直となるよう配置された検査コイル５２とを有するプローブ１８が備えられており、リフトオフ量設定機構であるステージコントローラー１７とＺ微動ステージ１６により上記プローブ１８を被検査体表面１０ａに対して垂直方向に制御することで、被検査体１０と検査コイル５２との距離を適正リフトオフ量（ＬＯとして図示）とする形態で機能する。この構造において、プローブ１８は、検査コイル５２が被検査体表面１０ａに最も近接するように配置して使用する。さらに、マルチファンクションシンセサイザー１１は、励磁コイル５１ａと励磁コイル５１ｂの電流の向きが同一となるよう、交流電流を励磁コイル５１に流しながら、上記交流電流を被検査体１０の渦電流が適正に測定可能な交流周波数に制御する形態で交流周波数設定機構として機能する。
本発明においては、上記のリフトオフ量設定機構及び前記交流周波数設定機構が、パラメータ値設定機構として働く。
【００２３】
さらに、制御コンピュータ１４が、検査対象深度に応じた適正リフトオフ量を保持するデータテーブル２３と同じく検査対象深度に応じた適正交流周波数を保持するデータテーブル２６を有する記憶部２２と、上記記憶部２２と協働して適正リフトオフ量及び適正交流周波数を決定するパラメータ値制御手段２４を有している。上記パラメータ値制御手段２４は、検査対象深度をキーとして上記データテーブル２３及び上記データテーブル２６内を検索し適正リフトオフ量及び適正交流周波数を決定して、パラメータ値設定機構に送る。
【００２４】
また、制御コンピュータ１４は、励磁コイル５１に適正な交流電流を流すようマルチファンクションシンセサイザー１１を制御する励磁コイル制御手段２１と、検査コイル５２が検出した交流電圧を直流電圧に変換するロックインアンプ１２からの直流電圧を解析する検査信号取得手段２５とを備えている。
【００２５】
次に、第１実施形態における詳細な探傷方法について図２に示すフローに基づいて、その説明を加える。まず、制御コンピュータ１４に、検査対象深度が入力される（ステップ＃１）。パラメータ値制御手段２４は、上記検査対象深度をキーとして、記憶部２２が有する下記に示すようなデータテーブル２３及びデータテーブル２６内を検索して、検査対象深度に応じた適正リフトオフ量及び適正交流周波数を決定する（ステップ＃２）。
【００２６】
パラメータ値制御手段２４は、決定した適正リフトオフ量をステージコントローラー１７に送り、ステージコントローラー１７は、Ｚ微動ステージ１６を稼動させ、検査コイル５２と被検査体表面１０ａとの距離が適正リフトオフ量となるようプローブ１８を配置する（ステップ＃３）。
【００２７】
さらに、パラメータ値制御手段２４は、決定した適正交流周波数を励磁コイル制御手段２１に送り、励磁コイル制御手段２１がマルチファンクションシンセサイザー１１に交流電流を発生させるよう命令し、マルチファンクションシンセサイザー１１は前記交流電流の周波数を適正交流周波数となるように制御しながら、前記交流電流を励磁コイル５１と、信号検出のためのロックインアンプ１２に送る（ステップ＃４）。
【００２８】
次に、検査コイル５２が励磁コイル５１下部の被検査体１０内の検査対象深度において変動磁場により誘発される渦電流の磁界を検出し、交流電圧である上記渦電流の磁界をロックインアンプ１２により直流電圧に変換し、検査信号取得手段２５が、上記直流電圧を解析し検査結果を取得する（ステップ＃５）。
【００２９】
上記データテーブル２３は、検査対象深度と当該検査対象深度における渦電流強度を確保できるリフトオフ量の関係を保持している。この検査対象深度が指定された場合に、このデータテーブル２３を参照することで、その深度で、付属のプローブ１８を使用して、渦電流強度が適正となるリフトオフ量を導出することができるようになっている。このデータテーブル２３の一例を示すと、検査対象深度が０．０〜２．５ｍｍにおいて、リフトオフ量を０．０ｍｍとして、検査対象深度が２．５〜２２．０ｍｍにおいて、リフトオフ量を５０ｍｍとしている。無論、検査対象深度が０．０〜２２．０ｍｍの範囲にある場合に、リフトオフ量を０．０〜５０．０ｍｍまで増加するように、検査対象深度の増加に伴ってリフトオフ量を単調に増加させる構成とすることもできる。この適正リフトオフ量は、励磁コイルの径に対して、リフトオフ量を、その２倍の範囲に収めることで、検出信号の強度を確保している。
【００３０】
以下、上記のように適正リフトオフ量が決定できる理由を発明者が行った数値解析モデルを使用した解析結果から説明する。先に説明したコイルＡを使用して、被検査体１０を板厚３０ｍｍの鋼板とし、励磁コイルに流す交流電流の周波数を１０Ｈｚとして、リフトオフ量が０ｍｍの場合（図５）と、５０ｍｍの場合（図６）のそれぞれについて、鋼板内部に電流が浸透するよう電流値を制御して解析を行った。
【００３１】
図５と図６の比較において、検出限界を考慮すると、検査対象深度が０．０ｍｍ以上、且つ２．５ｍｍ以下の場合は、０．０ｍｍのリフトオフ量により渦電流強度を測定し、検査対象深度が、２．５ｍｍ以上、且つ２２．０ｍｍ以下の場合は、５０ｍｍのリフトオフ量により渦電流強度を測定することで、渦電流強度が確保できることがわかる。そこで、上記データテーブル２３内は、上記のような検査対象深度とリフトオフ量の関係を指標としたのである。さらに詳細なピッチでリフトオフ量を選択し、当該リフトオフ量と各リフトオフ量に対して渦電流強度が適正となる検査対象深度を保持しておいてもよい。
【００３２】
次に、上記データテーブル２６は、検査対象深度と当該検査対象深度における渦電流強度が確保できる交流周波数の関係を保持している。この検査対象深度が指定された場合に、このデータテーブル２６を参照することで、その深度で、渦電流強度が適正となる交流周波数を導出することができるようになっている。検出する渦電流強度は高いほうが望ましいが、被検査体表面１０ａの渦電流強度の３分の１が検出限界のため、ある検査対象深度における渦電流が検出限界以下になった場合は、交流周波数を下げることで、深度に対する渦電流強度の低下率が緩和するようにして検出限界を広げる。このようして、各リフトオフ量における適正な交流周波数を決定して、上記データテーブル２６内に検査対象深度と当該検査対象深度に対する適正交流周波数を保持するのである。
【００３３】
以下、上記のように適正交流周波数が決定できる理由を発明者が行った解析結果から説明する。図８は交流周波数を１０ｋＨｚとし、図５は交流周波数を１０Ｈｚとした場合の結果である。また、被検査体表面１０ａの渦電流強度の３分の１が検出限界であるという条件を考慮すると、図８のグラフにおける検出限界は１．０ｍｍであり、図５のグラフにおける検出限界は、２．５ｍｍであることがわかる。
【００３４】
図８と図５の比較において、例えば、検査対象深度が０ｍｍ以上、且つ１．０ｍｍ以下の場合は、渦電流強度が強い１０ｋＨｚの交流周波数により渦電流を測定する。一方、被検査体表面１０ａの渦電流強度の３分の１が検出限界であるという条件を考慮すると、図８から１０ｋＨｚの交流周波数では、１．０ｍｍ以上の深度は測定できない。従って、検査対象深度が１．０ｍｍ以上、且つ２．５ｍｍ以下の場合は、１０Ｈｚの交流周波数により渦電流強度を測定するほうが、精度が高い測定結果を取得できることがわかる。そこで、上記データテーブル２６は、上記のような検査対象深度と交流周波数の関係指標としたのである。さらに詳細なピッチで交流周波数を選択し、当該交流周波数と各交流周波数に対して渦電流強度が適正となる検査対象深度を保持しておいてもよい。
【００３５】
〔第２実施形態〕
図３を用いて、本発明の第２特徴構成を備えた第２実施形態の具体的装置構成について説明する。
【００３６】
本実施形態における渦電探傷装置には、中心軸が同一直線上に配置され、コイル巻き方向が同一で、且つ前記中心軸と被検査体表面１０ａとが並行になるように配置された一対の励磁コイル５１と、前記一対の励磁コイル５１の中央に配置され、且つ中心軸が被検査体表面１０ａと垂直となるように配置された検査コイル５２とを有するプローブ１８が備えられている。
【００３７】
また、リフトオフ量設定機構は、ステージコントローラー１７がプローブ１８と被検査体表面１０ａとの距離を適正リフトオフ量となるようにＺ微動ステージ１６を被検査体表面１０ａに対して垂直方向に制御し、目的検査位置において探傷検査を実行して、傷が被検査体１０の表裏のいずれにあるかを検査する形態で機能する。そして、交流周波数設定機構は、マルチファンクションシンセサイザー１１が適正交流周波数となるよう交流電流を発生させ、励磁コイル５１ａと励磁コイル５１ｂの電流の向きが同一となるよう上記交流電流を励磁コイル５１に流す形態で機能する。
【００３８】
プローブ１８、リフトオフ量設定機構、及び交流周波数設定機構を制御する制御コンピュータ１４は、適正リフトオフ量及びその設定回数（少なくとも２設定する）を決定し、且つ適正交流周波数及びその設定回数を決定するパラメータ値制御手段２４と、決定した適正交流周波数が励磁コイルに流れるように制御する励磁コイル制御手段２１と、検査結果を取得する検査信号取得手段２５と、取得した検査結果をもとに傷位置を決定する傷位置判定手段３３と、制御コンピュータ１４が有する上記各手段を制御する検査制御手段３１を備えている。
【００３９】
検査制御手段３１は、パラメータ値制御手段２４が決定したリフトオフ量及びリフトオフ量の設定回数を上記リフトオフ量設定機構に送り、且つパラメータ値制御手段２４が決定した交流周波数及び交流周波数の設定回数を励磁コイル制御手段２１に送ることで、検査制御手段として機能する。
さらに、検査制御手段３１は、後に図４で示すフローに従って作動し、渦電流による磁界の検出結果を傷位置判定手段３３に送り、傷が被検査体１０の表裏のいずれにあるかを判定する形態で機能する。
【００４０】
検査信号取得手段２５は、検査コイル５２が検出した交流電圧を直流電圧に変換するロックインアンプ１２を制御し検出した直流電圧を解析して取得し、傷位置判定手段３３に送る。
【００４１】
次に、第２実施形態における詳細な探傷方法について、図４に示すフローに基づいて説明を加える。まず、検査制御手段３１が、パラメータ値制御手段２４に交流周波数とその設定回数、及びリフトオフ量とその設定回数を決定するよう命令し、当該設定回数を変数Ｆ、及びＩに設定する（ステップ＃１）。
【００４２】
そして検査制御手段３１が、交流周波数とリフトオフ量の設定順序を決定する。例えば、交流周波数の設定回数が１回で、リフトオフ量の設定回数が２回の場合、Ｆ＝１、Ｉ＝２が設定され、交流周波数が先に設定された後、リフトオフ量の設定がなされる。ここで、交流周波数とリフトオフ量の設定回数は、一方が１回で他方は複数回となる（ステップ＃２）。
【００４３】
以下、Ｆ＝１、Ｉ＝２に設定した場合を例にとって、説明する。検査制御手段３１がＦ＝１と決定すると、検査制御手段３１は、決定された交流周波数を励磁コイル制御手段２１に送り、励磁コイル制御手段２１がマルチファンクションシンセサイザー１１に前記交流周波数の交流電流を発生させるよう命令し、上記交流電流をプローブ１８内の励磁コイル５１と、信号検出のためのロックインアンプ１２に通電するように制御する（ステップ＃３）。
【００４４】
次に、検査制御手段３１がＩ＝２と決定すると、パラメータ値制御手段２４がリフトオフ量を検査制御手段３１に返送して、検査制御手段３１が上記リフトオフ量にプローブ１８を配置するようにステージコントローラー１７に上記リフトオフ量を設定する（ステップ＃４）。上記リフトオフ量は、これまで説明してきたように、励磁コイル５１の径に対して２倍以内の範囲とする。さらにその指定方法は、装置内で自動的に生成されるものとしてもよいし、別途装置に入力されるものとしてもよい。
【００４５】
検査制御手段３１は、上記リフトオフ量をステージコントローラー１７に送り、ステージコントローラー１７は、Ｚ微動ステージ１６を稼動させ、励磁コイル５２と被検査体表面１０ａとの距離が適正リフトオフ量となるようプローブ１８を配置する（ステップ＃５）。
【００４６】
プローブ１８内の検査コイル５２が、励磁コイル５１下部の被検査体１０内の検査対象深度において発生する変動磁場により誘発される渦電流の磁界を交流電圧として検出し、ロックインアンプ１２が前記交流電圧を直流電圧に変換し、検査信号取得手段２５に送る（ステップ＃６）。
【００４７】
Ｉの設定回数（今回は２設定）に応じて、パラメータ値制御手段２４により決定されたリフトオフ量ごとにステップ＃４からステップ＃６の処理を実行する（ステップ＃７）。
【００４８】
検査信号取得手段２５は、上記直流電圧をリフトオフ量ごとに集計した検査データを傷位置判定手段３３に送る。傷位置判定手段３３は、各検査データを比較し、上記直流電圧が最大となる検査データを基に、深度方向の表側又は裏側にあるかを判定し、検査結果を得る（ステップ＃８）。
【００４９】
上記は、交流周波数の設定回数が１回で、リフトオフ量の設定回数が複数設定の場合を記載したが、リフトオフ量の設定回数が１回で、交流周波数の設定回数が複数設定としてもよい。その場合、検査の一連の流れは、図４のステップ＃１、ステップ＃２、ステップ＃３を実行し、ステップ＃４´からステップ＃６´の処理を複数回実行後、ステップ＃８´を実行する順序で検査される。即ち、上記のステップ＃１からステップ＃８の順番と比して、交流周波数とリフトオフの設定順序が、入れ替わったフローで実行される。
【００５０】
〔別実施形態〕
上記第２実施形態では、被検査体表面１０ａの一部分のみを測定したが、図３に示すように、渦電流探傷装置がＸ自動ステージ１９を備え、上記Ｘ自動ステージ１９によりプローブ１８を被検査体表面１０ａと並行に移動して、検査を連続的に実行するようにしておいてもよい。
【００５１】
上記第２実施形態では、設定される２設定のリフトオフ量を任意としたが、一方が被検査体表面１０ａ（検査対象深度＝０）に対応するリフトオフ量とし、他方が裏面（検査対象深度が披検査体の板厚に対応する深度）に対応するリフトオフ量とすることで、傷が表裏のいずれかにあるかを判定できるようにしてもよい。
【００５２】
上記第２実施形態では、交流周波数とリフトオフ量のいずれかを１設定し、他方を２設定して検査を実行する処理フローについて例示したが、他方を２設定以上の複数回設定して検査を実行してもよい。また、交流周波数とリフトオフ量の各値を変更した組合せパターンを、２設定以上の複数回設定して検査を実行してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明による簡易な構造のプローブを有する被検査体の渦電流探傷装置により、被検査体の深部における検査精度を向上させる被検査体の渦電流探傷装置及び渦電流探傷法を提供することで、原子力プラントや航空機などの非破壊検査に有効に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】被検査体の渦電流探傷装置の第１実施形態についてのブロック図
【図２】第１実施形態の作業手順を示すフロー図
【図３】被検査体の渦電流探傷装置の第２実施形態についてのブロック図
【図４】第２実施形態の作業手順を示すフロー図
【図５】本願発明における鋼板の深さに対する渦電流強度を示すグラフ図
【図６】本願発明における鋼板の深さに対する渦電流強度を示すグラフ図
【図７】従来技術におけるステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）の深さに対する渦電流強度を示すグラフ図
【図８】従来技術における鋼板の深さに対する渦電流強度を示すグラフ図
【図９】数値解析モデルの要素分割状態を示す図
【図１０】従来技術における励磁コイル及び検査コイルの構成を示す図
【符号の説明】
【００５５】
１４：    制御コンピュータ
１６：    Ｚ微動ステージ
１８：    プローブ
２１：    励磁コイル制御手段
２２：    記憶部
２４：    パラメータ値制御手段
２５：    検査信号取得手段
３１：    検査制御手段
３３：    傷位置判定手段
５１：    励磁コイル
５２：    検査コイル
【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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【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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