(57)【要約】【課題】疵の長短を確実に判定し検出する。【解決手段】  被検査材ＬＭを通過させる内空間を形成して当該被検査材ＬＭの長手方向へ間隔を置いて配設され、互いに逆方向へ励磁されるとともに検出信号を発する一対の第１検出コイル２，３と、これら第１検出コイル２，３の間の中間位置で被検査材ＬＭの周面に対して間隔をおいて周方向へ複数配設されて検出信号を発する第２検出コイル５と、両第１検出コイルの検出信号の差をとって第１判定信号を得るとともに複数の上記第２検出コイルの検出信号を走査して第２判定信号を得て、これら第１判定信号と第２判定信号の大きさより疵の長短を判定する判定手段８とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査材を通過させる内空間を形成して当該被検査材の長手方向へ間隔を置いて配設され、互いに逆方向へ励磁されるとともに検出信号を発する一対の第１検出コイルと、これら第１検出コイルの間の中間位置で被検査材の周面に対して間隔をおいて周方向へ複数配設されて検出信号を発する第２検出コイルと、両第１検出コイルの検出信号の差をとって第１判定信号を得るとともに複数の前記第２検出コイルの検出信号を走査して第２判定信号を得て、これら第１判定信号と第２判定信号の大きさより疵の長短を判定する判定手段とを具備する渦流探傷装置。
【請求項２】
前記第２検出コイルを被検査材の長手方向へ複数列設けて、各列の第２検出コイルの周方向位置を、互いに他の列の第２検出コイルの周方向位置とずらした請求項１に記載の渦流探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は渦流探傷装置に関し、特に、被検査材の表面に生じた疵の種類を確実に判別し検出することができる渦流探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の渦流探傷装置の一例としては図９に示すように、長尺の被検査材ＬＭを貫通させる内空間を形成し励磁された一対の自己誘導型検出コイル６，７を設けて、両検出コイル６，７の差信号より、被検査材ＬＭの形状や温度等の外乱を除去して表面疵の有無を探傷するようにしたものがある。上記検出コイル６，７は被検査材ＬＭの長手方向へ間隔を置いて設置され、各検出コイル６，７によって被検査材ＬＭの表面に周方向へ向かう渦電流Ｉ５，Ｉ６が生じている。被検査材ＬＭの表面の短い疵（ヘゲ疵、割れ疵）ＷＳが検出コイル７内を通過すると、図１０に示すように当該検出コイル７によって形成されている渦電流Ｉ６が疵ＷＳを迂回するように乱され、両検出コイル６，７の検出信号が不平衡となる。これにより、疵ＷＳの存在を検出することができる。
【０００３】
なお、特許文献１には、長尺材を貫通させる十分長い励磁コイルを設けるとともに、その内方に周方向へ、扁平面が長尺材の外周面に対向するように検出用の扁平コイルを複数配置した構造の渦流探傷装置が示されている。
【特許文献１】特開昭６２−３２３５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の渦流探傷装置では、一対の検出コイル６，７を同時に通過するような長い線状疵に対しては両検出コイル６，７の検出信号が不平衡とならないためにこれを検出できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、疵の長短を確実に判定し検出す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、被検査材（ＬＭ）を通過させる内空間を形成して当該被検査材（ＬＭ）の長手方向へ間隔を置いて配設され、互いに逆方向へ励磁されるとともに検出信号を発する一対の第１検出コイル（２，３）と、これら第１検出コイル（２，３）の間の中間位置で被検査材（ＬＭ）の周面に対して間隔をおいて周方向へ複数配設されて検出信号を発する第２検出コイル（５）と、両第１検出コイルの検出信号の差をとって第１判定信号を得るとともに複数の上記第２検出コイルの検出信号を走査して第２判定信号を得て、これら第１判定信号と第２判定信号の大きさより疵の長短を判定する判定手段（８）とを具備している。
【０００７】
本発明において、被検査材の表面に疵が生じていない場合には第１判定信号、第２判定信号はいずれも生じないから、判定手段により疵の不存在を知ることができる。被検査材の表面に第１検出コイルの相対間隔より小さいヘゲ疵や割れ疵等の短い疵が生じると、第１判定信号の大きさのみが十分大きくなるから、判定手段により短い疵の存在を知ることができる。被検査材の表面に第１検出コイルの相対間隔を越えるような長い線状疵が生じると、第２判定信号の大きさのみが十分大きくなるから、判定手段により長い線状疵の存在を知ることができる。被検査材の表面に第１検出コイルの相対間隔と同程度のやや長い線状疵が生じると、第１判定信号、第２判定信号はいずれも大きくなり、判定手段によりやや長い線状疵の存在を知ることができる。
【０００８】
上記第２検出コイル（５Ｌ，５Ｍ）を長尺材（ＬＭ）の長手方向へ複数列設けて、各列の第２検出コイル（５Ｌ，５Ｍ）の周方向位置を、互いに他の列の第２検出コイル（５）の周方向位置とずらすようにすると、被検査材表面の周方向の各所に生じる疵をさらに良好に検出することができる。
【０００９】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の渦流探傷装置によれば、疵の長短を確実に判定し検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に渦流探傷装置の外観を示す。図１において、間隔をおいて同軸上に筒状のコイルボビン１Ａ，１Ｂが設置されて、これらコイルボビン１Ａ，１Ｂの内空間を長尺の被検査材ＬＭが矢印方向へ通過している。これらコイルボビン１Ａ，１Ｂの外周には導線が周方向へ巻回されて、第１検出コイル２，３となっており、これら第１検出コイル２，３は互いに逆方向へ、すなわち位相を互いに１８０度ずらして通電励磁されている。前後のコイルボビン１Ａ，１Ｂの間の中間位置には、被検査材ＬＭを貫通させて薄肉の筒状コイルボビン４が配設してあり、当該コイルボビン４の周方向へ間隔をおいた複数位置には、周面を横切るように導線が巻回されて、開口が被検査材ＬＭの周方向を向いた第２検出コイル５が形成されている。
【００１２】
一対の第１検出コイルの検出信号２ａ，３ａは、図示しない検波回路、移相回路、フィルタ回路などで処理された後、コンピュータで構成された判定回路９に入力しており、判定回路９では両検出信号２ａ，３ａの差信号をとって第１判定信号を得る。また、各第２検出コイルの検出信号５ｓは詳細を以下に説明する走査回路８へ入力し、走査回路８の出力信号８ａが上記判定回路９へ入力して第２判定信号となる。走査回路８は図２に示すように、各第２検出コイル５Ａ〜５Ｇ…（図５参照）に対応させて設けた複数の増幅器８１、検波器８２と、単一の電子スイッチ８３およびフィルタ８４とから構成されている。各第２検出コイル５Ａ〜５Ｇ…の検出信号５ａ〜５ｇ…は増幅器８１で増幅された後、検波器８２で検波され、電子スイッチ８３で周期的に順次選択されてフィルタ８４へ入力し、フィルタ８４より出力信号８ａとして判定回路９へ送出される。
【００１３】
このような構造の渦流探傷装置において、被検査材ＬＭの表面に疵が無い場合には、両第１検出コイル２，３で検出信号２ａ，３ａには差を生じず、判定回路９における第１判定信号は零となる。ここで、図３に示すように、各第１検出コイル２，３によって被検査材ＬＭの表面には周方向へ渦電流Ｉ１，Ｉ２が流れ、その向きは、第１検出コイル２，３の励磁が互いに逆方向であることにより、逆方向となっている。そして、第２検出コイル５を配設した両第１検出コイル２，３の中間位置では、渦電流Ｉ１，Ｉ２は互いに相殺しあって実質的に流れないから、いずれの第２検出コイル５にも検出信号５ｓ（図１）は生じない。したがって、判定回路９における第２判定信号も零となる。
【００１４】
非検査材ＬＭの表面に第１検出コイル２，３の相対間隔より小さいヘゲ疵等の短い疵を生じた場合には、従来技術で既に説明したのと同様に（図１０参照）、第１検出コイル２，３の検出信号が不平衡となることから、検出信号２ａ，３ａに差を生じ、判定回路９における第１判定信号ＪＳ１の大きさが図７のＸ領域に示すように所定の閾値ＴＨを越える。これに対して、短い疵では渦電流Ｉ１，Ｉ２が乱されることが少ないため、各第２検出コイル５からの検出信号５ｓはいずれも零か小さく、判定回路９における第２判定信号ＪＳ２の大きさは図７のＸ領域に示すように所定の閾値ＴＨを越えることはない。このようにして、判定回路９で短い疵の存在を判定することができる。
【００１５】
被検査材ＬＭの表面に第１検出コイル２，３の相対間隔を越えるような長い線状疵ＷＬが生じた場合には、第１検出コイル２，３の検出信号２ａ，３ａには差を生じず、判定回路９における第１判定信号ＪＳ１の大きさは図７のＹ領域に示すように所定の閾値ＴＨを越えない。これに対して、図４に示すように、第１検出コイル２，３で誘起された各渦電流Ｉ１，Ｉ２は線状疵ＷＬを迂回するように乱され、渦電流Ｉ１，Ｉ２の一部Ｉ３，Ｉ４が線状疵ＷＬに沿って被検査材ＬＭの長手方向へ流れるようになるため、これら渦電流Ｉ３，Ｉ４によって線状疵ＷＬに近い位置の第２検出コイル５にこれを貫通する磁束が生じて、各第２検出コイル５には検出信号５ｓが生じる。これを図５、図６に示し、線状疵ＷＬに対して周方向の両側にある検出コイル５Ｃ，５Ｅから十分な大きさの検出信号５ｃ，５ｅが生じ、一方、線状疵ＷＬの直上や線状疵から離れた位置にある検出コイル５Ａ，５Ｂ，５Ｄ，５Ｆ，５Ｇ…の検出信号５ａ，５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｇ…は零か充分小さくなる。線状疵ＷＬに沿った渦電流Ｉ３，Ｉ４は、線状疵ＷＬを境に周方向の前後で互いに逆方向になっているから、検出コイル５Ｃ，５Ｅに生じる検出信号５ｃ，５ｅは互いに逆極性になる。これにより、判定回路９における第２判定信号ＪＳ２の大きさは、図７のＹ領域に示すように所定の閾値ＴＨを周期的に越える。このようにして、判定回路９で長い線状疵ＷＬの存在を判定することができる。
【００１６】
被検査材ＬＭの表面に第１検出コイル２，３の相対間隔と同程度のやや長い線状疵が生じた場合には、第１検出コイル２，３の検出信号２ａ，３ａが不平衡となって、検出信号２ａ，３ａに差を生じ、判定回路９における第１判定信号ＪＳ１の大きさが所定の閾値ＴＨを越える。この時同時に、第１検出コイル２，３で誘起された各渦電流Ｉ１，Ｉ２がやや長い線状疵を迂回するように乱されるから、渦電流Ｉ１，Ｉ２の一部Ｉ３，Ｉ４が当該線状疵に沿って被検査材ＬＭの長手方向へ流れるようになり、判定回路９における第２判定信号ＪＳ２の大きさも所定の閾値ＴＨを周期的に越える。このようにして、判定回路９において、やや長い線状疵の存在を判定することができる。
【００１７】
なお、被検査材ＬＭが第１検出コイル２，３を通過する際に上下左右に振れて、渦電流Ｉ１，Ｉ２の電流密度がその上流側ないし下流側で増大しあるいは減少しても、線状疵ＷＬが無い場合には第１検出コイル２，３間の中間位置では渦電流Ｉ１，Ｉ２は常に互いに相殺し合うから、第２検出コイル５に出力信号が生じることはない。
【００１８】
上記実施形態において、第２検出コイル５は必ずしもその開口が被検査材ＬＭの周方向を向くように配設される必要はなく、開口が被検査材ＬＭの周面に向くように配設されても良い。また、第２検出コイル５Ｌ，５Ｍを図８に示すように二列設けたコイルボビン４Ａ，４Ｂにそれぞれ巻回して、両列の第２検出コイル５Ｌ，５Ｍを互いに周方向で位置をずらして設けるようにすれば、線状疵ＷＬ検出の周方向での分解能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を示す、渦流探傷装置の全体構成を示す図である。
【図２】走査回路の構成を示すブロック図である。
【図３】線状疵が無い場合の渦流探傷装置の概念的断面図である。
【図４】線状疵が有る場合の渦流探傷装置の概念的断面図である。
【図５】第２検出コイルの設置状態を示す斜視図である。
【図６】出力信号８ａの経時変化を示す図である。
【図７】判定信号の経時変化を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態を示す、渦流探傷装置の側面図である。
【図９】線状疵が無い場合の従来の渦流探傷装置の概念的断面図である。
【図１０】線状疵が有る場合の従来の渦流探傷装置の概念的断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１Ａ，１Ｂ…コイルボビン、２，３…第１検出コイル、４…コイルボビン、５，５Ｌ，５Ｍ…第２検出コイル、８…判定回路、ＬＭ…被検査材。
【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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