(57)【要約】【課題】  従来の電磁誘導を使用した非破壊検査装置用検出器では、検査対象が被検体の表層部に限られ、厚肉構造の被検体の深層部や裏面の減肉、裏面傷の探傷が困難であった。【解決手段】  検出コイルに鎖交する励磁コイルの内部磁界からの強い漏洩磁束を、励磁コイルの外側面の磁界を検出コイルに鎖交させて減殺するようにしたことにより、垂直成分の多い励磁磁界を被検体に印加することが可能となり、厚肉被検体の深層部、裏面減肉、裏面傷の探傷が可能になった。【選択図】図６
2013205024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交番磁場を印加可能な励磁コイルと、前記励磁コイルの近傍に配置され被検体から発せられる渦電流を検出する少なくとも１個の検出コイルを備え、前記検出コイルの被検体に近い側の端面を前記励磁コイルの被検体に近い側の端面より被検体に近く配置し、且つ前記励磁コイルの内部に発生する磁界を鎖交させ、且つ前記励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記励磁コイル外側面に発生する磁界を前記検出コイルに鎖交させることにより減殺させることを特長とする交番磁場を使用した非破壊検査用検出器。
【請求項２】
交番磁場を印加可能な複数個の励磁コイル即ち第１の励磁コイルと第２の励磁コイルとその間に配置した検出コイルを備え、前記第１および第２の励磁コイルを被検体に対し、ある瞬間の磁束が同一方向になるよう同相に励磁し、前記検出コイルの被検体に対する側の端面を、前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面を結ぶ線より被検体に近くなるように配置し、且つ前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルの内部に発生する磁界を鎖交させ、且つ前記第１および第２の励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記第１および第２の励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記第１および第２の励磁コイル外側面に発生する磁界を前記検出コイルに鎖交させることにより減殺させることを特長とする交番磁場を使用した非破壊検査用検出器。
【請求項３】
交番磁場を印加可能な複数個の励磁コイル即ち第１の励磁コイルと第２の励磁コイルとその間に配置した検出コイルを備え、前記第１および第２の励磁コイルを被検体に対し、ある瞬間の磁束が同一方向になるよう同相に励磁し、前記検出コイルの被検体に対する側の端面を、前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面を結ぶ線より被検体に近く配置し、且つ前記第１の励磁コイルと第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面相互の間隔を、被検体に遠い側の端面相互の間隔より小さく配置して励磁磁束を被検体内部に集中させるとともに、前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルの内部に発生する磁界を前記検出コイルに鎖交させ、且つ前記第１および第２の励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記第１および第２の励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記第１および第２の励磁コイル外側面に発生する磁界を検出コイルに鎖交させることにより減殺させることを特長とする交番磁場を使用した非破壊検査用検出器。
【請求項４】
中心軸を同一とする第１の円筒状コイルと円筒の直径上で間隔を開けて配置した第２の円筒状コイルを備え、両者の巻き方向が同じ場合は巻き始め又は巻き終わりどうしを接続して残り２端を出力端子とし、両者の巻き方向が異なる場合は、一方の巻き終わりと他方の巻き始めどうしを接続し残り２端を出力端子とし、前記間隔を開けた部分を通過する磁束を捕捉し出力することを特長とする検出コイルを備えた請求項１記載の交番磁場を使用した非破壊検査用検出器。
【請求項５】
中心軸を同一とする第１の円筒状コイルと円筒の直径上で間隔を開けて配置した第２の円筒状コイルを備え、両者の巻き方向が同じ場合は巻き始め又は巻き終わりどうしを接続して残り２端を入力端子とし、両者の巻き方向が異なる場合は、一方の巻き終わりと他方の巻き始めどうしを接続し残り２端を入力端子とし、前記間隔を開けた部分から発生する磁束を励磁磁束とすることを特長とする励磁コイルを備えた請求項２または請求項３記載の交番磁場を使用した非破壊検査用検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性の被検体に交番磁場を印加し、被検体に生ずる渦電流による磁場を検出することにより被検体の減肉、探傷を行う電磁誘導を利用した装置の検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁誘導を利用した過流探傷の一例として、特許第３７５３４９９号公報（特許文献１）に開示されたものがある。  特許文献１では、励磁コイルと直交するように配置した２個の検出コイルに誘起された検出信号の間の出力差および位相差の少なくとも何れかを検出することにより、検出出力を高めることができて、建築物内部の耐火皮膜に覆われた鉄骨表面の亀裂などの損傷状況を、被覆材を剥ぐことなく検査できるとしている。  しかしながら、このように構成されたものにあっては、励磁コイルが検出コイルと直交しているために、励磁コイルの軸は被検体に対して実質的に平行に位置することとなり、励磁コイルから発する励磁磁束は被検体に対して平行となり、はるかに迂回して被検体に達することとなるため、被検体と検出コイルとの距離であるリフトオフが大きい場合や、被検体の厚さが大きい場合の内部の傷、または裏側の傷は検出できず、被検体の表面傷に限定されるという欠点があった。
【０００３】
また、従来の検査装置の他の例として、特許第３２６６１２８号公報（特許文献２）に開示された漏洩磁束を検出して探傷を行うものがある。  特許文献２では、磁化器の磁化方向に沿って複数の磁気センサを設け、被検体上の同一位置に対する漏洩磁束を検出し、複数の磁気センサを設け、被検体の同一位置に対応する漏洩磁束を検出し、複数の磁気センサの測定結果を演算することによりよって、ノイズを低減させて被検体の内部欠陥を検出するようにしたものである。  しかしながら、このように構成されたものにあっては、磁化器から発生した磁力線が被検体に対してほぼ水平方向に印加され、それによって生ずる渦電流は被検体のほぼ垂直面内に生ずるため、その渦電流によって生ずる磁力線もほぼ水平方向に発生し、ほぼ楕円状に迂回して検出コイルに達するため、途中の被検体による減衰効果が大きく、表面付近の傷や、極く薄い被検体には適用可能であっても、厚い被検体には適用できない欠点があった。  また、磁化器を被検体の下部に置き、検出コイルを被検体の上部に設ける透過型の構成のため、適用範囲が限定される欠点があった。
【０００４】
また、従来の検査装置の他の例として、被検体の内部を透過する透過磁束を利用して探傷を行うという提案が、特開２０１０−４８５５２号公報（特許文献３）に開示されている。  特許文献３における図１によれば、磁化コイルは片仮名のコの字型コアの中央部に巻回されているため、コの字型コアの両脚には、ある瞬間の磁束の方向が互いに逆方向になるような磁束が生成されるため、同文献の図３に模式的に示されているとおり、磁力線は被検体に対してほぼ水平方向に生成されるため、それによって生ずる渦電流は、前項同様、被検体に対してほぼ垂直面内に生じ、従ってこの渦電流による磁力線はほぼ水平方向に発生し、ほぼ楕円状に迂回して検出コイルに達するため、途中の被検体で減衰を受け、前記渦電流が傷等の影響を受けても、検出コイルの出力は極めて小さくなり、その検出力は限定的で、表面傷または極薄い被検体の内面傷に適用が限定される欠点があった。
【０００５】
また、従来の検査装置の他の例として特許第３８９６４８９号公報（特許文献４）では、測定対象に交流磁場を印加して、磁気センサの磁気応答信号を調べることにより、測定対象に含まれる金属体などの異物を検出している。  磁気センサの検出信号は、印加交流磁場が磁気センサの位置に作る磁場と、測定対象に含まれる金属体に発生する渦電流による磁場とから構成されるが、印加交流磁場を発生させる励磁コイルと磁気センサを同軸に配置した構成のため、前記印加交流磁場が磁気センサの位置に生ずる交流磁場が雑音（ノイズ）となる。  そのためにこの交流磁場を取り除くキャンセルコイルを設け、検出感度を高めるとしているが、金属導体などの異物検査が目的で、測定対象に含まれる金属導体の内部を検査しようとするものではない。
【０００６】
また、従来の検査装置の他の例として、特開第２０１０−５４３５２号公報(特許文献５）では、互いに逆向きの電流が流れる対の励磁コイルと、対の励磁コイルの間に配置された検出コイルとを有し、対の励磁コイルは、コイル軸方向が被検体の検査面に対し略垂直となるように配置し、検出コイルは、コイル軸方向が被検体の検査面に対し略平行となるように、即ち励磁コイルの軸と直交するように配置され、更に、対の励磁コイルを結ぶ線と直交するように、２重に直交するように配置された構成が開示されている。  しかしながら、この構成では、対の励磁コイルは逆相に励磁されることとなり、その磁力線は被検体に対してほぼ水平方向の成分が多く、且つ２重に直交しているため、この磁力線の方向とも直交することなり、検出コイルの出力は更に小さくなる。  従って、被検体の表面付近の傷、ないし薄い被検体の内部傷の検査に適用が限定される欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７５３４９９号公報
【特許文献２】特許第３２６６１２８号公報
【特許文献３】特開２０１０−４８５５２号公報
【特許文献４】特許第３８９６４８９号公報
【特許文献５】特開３０１０−５４３５２号公報
【特許文献６】特許第４７５６４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
過流探傷に代表される磁場を利用した非破壊検査では、被検体に励磁コイルにより交番磁場を印加する。  これにより、被検体には表皮効果に応じて渦電流が誘起され、この渦電流が発する磁場を検出コイルで検出する。   ここにおいて、第１の課題は、励磁コイルによって印加される励磁磁界が被検体に関係なく直接検出コイルに鎖交して生ずる検出出力、即ち漏洩磁界による検出出力を如何に小さくするかということである。  更に第２の課題は、表皮効果に応じて誘起される渦電流は、印加磁場の浸透が披検体の深さ方向に指数関数的に減少するため、被検体の表層付近に流れる渦電流は強大で、被検体の内部に行くに従い減少するので、この表層付近の渦電流による検出コイル出力を如何に低く抑制するかということである。  第３の課題として、被検体、特に厚さの大きい厚肉被検体の深層部ないし裏面部にいかに強力な励磁磁場を印加出来るかということである。  これらを総合して厚さの厚い被検体の深層部ないし裏面部の裏傷ないし裏減肉を出来るだけ大きなリフトオフ即ち被検体と検出器の距離をおいて探傷できる電磁誘導を使用する非破壊検査用検出器を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の第１の形態は、交番磁場を印加可能な励磁コイルと、前記励磁コイルの近傍に配置され被検体から発せられる渦電流を検出する少なくとも１個の検出コイルを備え、前記検出コイルの被検体に近い側の端面を前記励磁コイルの被検体に近い側の端面より被検体に近く配置し、且つ前記励磁コイルの内部に発生する磁界を鎖交させ、且つ前記励磁コイルの外面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記励磁コイル外側面に発生する磁界を検出コイルに鎖交させることにより減殺させることを特長とする手段をとる。  かくすることにより、励磁コイルと検出コイルを距離的に離すことと、励磁コイル外側面の磁界を検出コイルに鎖交させた減殺効果により前記第１および第２の課題を解決出来る。  また、励磁コイルを被検体に対しほぼ垂直に配置することにより、垂直成分の大きい励磁磁界を被検体に印加できるので前記第３の課題も解決出来る。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の第２の形態は、交番磁場を印加可能な複数の励磁コイル即ち第１の励磁コイルと第２の励磁コイルとその間に配置した検出コイルを備え、前記第１および第２の励磁コイルを被検体に対し、ある瞬間の磁束が同一方向になるよう同相に励磁し、前記検出コイルの被検体に対する側の端面を、前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面を結ぶ線より被検体に近くなるように配置し、且つ前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルの内部に発生する磁界を鎖交させ、且つ前記第１および第２の励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記第１および第２の励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記第１および第２の励磁コイル外側面に発生する磁界を前記検出コイルに鎖交させることにより減殺させることを特長とする手段をとる。  かくすることにより、前記第１および第２の課題を解決出来る。  加えて、励磁コイルを複数個にすることにより、垂直成分のより大きな印加磁場を被検体深層部に印加することが出来るので、第３の課題も解決できる。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の第３の形態は、交番磁場を印加可能な複数の励磁コイル即ち第１の励磁コイルと第２の励磁コイルとその間に配置した検出コイルを備え、前記第１および第２の励磁コイルを被検体に対し、ある瞬間の磁束が同一方向になるよう同相に励磁し、前記検出コイルの被検体に対する側の端面を、前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面を結ぶ線より被検体に近く配置し、且つ前記第１の励磁コイルと第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面相互の間隔を、被検体に遠い側の端面相互の間隔より小さく配置して励磁磁束を被検体内部に集中させるとともに、前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルの内部に発生する磁界を前記検出コイルに鎖交させ、且つ前記第１および第２の励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記第１および第２の励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記第１および第２の励磁コイル外側面に発生する磁界を検出コイルに鎖交させることにより減殺させることを特長とする手段をとる。  かくすることにより、前記第１ないし第２の課題を解決できるばかりでなく、励磁コイルによる垂直成分の大きい励磁磁界を被検体の深層部により強く印加することが出来るので前記第３の課題も解決できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の形態によれば、交番磁場を印加可能な励磁コイルと、前記励磁コイルの近傍に配置され被検体から発せられる渦電流を検出する少なくとも１個の検出コイルを備え、前記検出コイルの被検体に近い側の端面を前記励磁コイルの被検体に近い側の端面より被検体に近く配置し、且つ前記励磁コイルの内部に発生する磁界を鎖交させ、且つ前記励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、被検体表層部付近に生ずる大きな渦電流による磁界の前記検出コイルの出力おも減少させることができるので、被検体深層部ないし裏面部に生ずる渦電流によって生ずる磁界の傷、減肉等による変化を効率良く検出することが可能となる。  また、前記励磁コイル本体から前記検出コイルに直接鎖交する漏洩磁束も減殺されるので、前記効果を大きく出来る。  更に励磁コイルから被検体に印加される励磁磁束は被検体に対してほぼ垂直なため、これによって被検体内に生ずる渦電流は水平成分が多くなり、これによる渦電流磁界は被検体に垂直になるので、前記検出コイルで効率良く検出できる効果がある。  前記減殺効果と前記垂直励磁磁束印加の相乗効果により、厚肉被検体の深層部ないし裏面傷の探傷を可能にする効果がある。  また、被検体と検出器間の距離リフトオフを大きくとれる効果がある。  
【００１３】
本発明の第２の形態によれば、交番磁場を印加可能な複数の励磁コイル即ち第１の励磁コイルと第２の励磁コイルとその間に配置した検出コイルを備え、前記第１および第２の励磁コイルを被検体に対し、ある瞬間の磁束が同一方向になるよう同相に励磁し、前記検出コイルの被検体に対する側の端面を、前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面を結ぶ線より被検体に近くなるように配置し、且つ前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルの内部に発生する磁界を鎖交させ、且つ前記第１および第２の励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記第１および第２の励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記第１および第２の励磁コイル外側面に発生する磁界を前記検出コイルに鎖交させることにより減殺させることが可能となるので、被検体表層部付近に生ずる大きな渦電流による磁界を減少させ、被検体深層部ないし裏面部に生ずる渦電流によって生ずる磁界の変化を効率良く検出することが可能となる。  第１および第２の励磁コイルにより相加された励磁磁束をほぼ垂直に被検体に印加することが可能となるため、前記検出の効力を高める効果がある。  また、前記励磁コイル本体から前記検出コイルに直接鎖交する漏洩磁束も減殺されるので、前記効果を大きく出来る。  更に励磁コイルから被検体に印加される励磁磁束は被検体に対してほぼ垂直なため、これによって被検体内に生ずる渦電流は水平成分が多くなり、これによる渦電流磁界は被検体に垂直になるので、前記検出コイルで効率良く検出できる効果がある。  前記減殺効果と前記垂直励磁磁束印加の相乗効果により、厚肉被検体の深層部ないし裏面傷の探傷を可能にする効果がある。  また、被検体と検出器間の距離リフトオフを大きくとれる効果がある。
【００１４】
本発明の第３の形態によれば、交番磁場を印加可能な複数の励磁コイル即ち第１の励磁コイルと第２の励磁コイルとその間に配置した検出コイルを備え、前記第１および第２の励磁コイルを被検体に対し、ある瞬間の磁束が同一方向になるよう同相に励磁し、前記検出コイルの被検体に対する側の端面を、前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面を結ぶ線より被検体に近く配置し、且つ前記第１の励磁コイルと第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面相互の間隔を、被検体に遠い側の端面相互の間隔より小さく配置して励磁磁束を被検体内部に集中させるとともに、前記第１の励磁コイルおよび前記第２の励磁コイルの内部に発生する磁界を前記検出コイルに鎖交させ、且つ前記第１および第２の励磁コイルの外側面に発生する磁界おも鎖交させるごとく前記検出コイルを配置し、前記第１および第２の励磁コイル内部に発生し検出コイルに直接漏洩鎖交して検出コイルに誘起される出力を、前記第１および第２の励磁コイル外側面に発生する磁界を検出コイルに鎖交させることにより減殺させることが可能となるので、被検体表層部付近に生ずる大きな渦電流による磁界が前記検出コイルに鎖交して生ずる出力を減少させ、被検体深層部ないし裏面部に生ずる渦電流の深層部傷ないし裏面傷によって生ずる磁界変化を効率良く検出することが可能となる。  第１および第２の励磁コイルの被検体に近い側の端面相互の間隔を遠い側の端面相互の間隔より小さくすることにより、被検体深層部に印加磁束を集中させることができるので、被検体深層部ないし裏面部の探傷において信号対ノイズ比（S/N比）を高める効果がある。  また、前記励磁コイル本体から前記検出コイルに直接鎖交する漏洩磁束も減殺されるので、前記効果を大きく出来る。  更に励磁コイルから被検体に印加される励磁磁束は被検体に対して垂直成分が大きいため、これによって被検体内に生ずる渦電流は水平成分が多くなり、これによる渦電流磁界は被検体に垂直になるので、前記検出コイルで効率良く検出できる効果がある。  前記減殺効果と前記垂直成分励磁磁束印加の相乗効果により、厚肉被検体の深層部ないし裏面傷の探傷を可能にする効果がある。  また、被検体と検出器間の距離リフトオフを大きくとれる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図
【図２】図１の動作を説明する図
【図３】図１の実施例の測定結果
【図４】本発明の第２の実施例を示す図
【図５】本発明の第３の実施例を示す図
【図６】本発明の第４の実施例を示す図
【図７】本発明第１、３、４の実施例の測定結果
【図８】本発明第４の実施例と従来技術の比較測定結果
【図９】本発明第５の実施例を示す図
【図１０】被検体を示す図
【図１１】本発明第５の実施例の測定結果
【図１２】本発明の第６の実施例を示す図
【図１３】本発明の第７の実施例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の交番磁場を使用した非破壊検査用検出器の一実施形態を示す図である。  同図に示すように、本実施形態の磁場を利用した非破壊検査装置用検出器１は、検出コイル１１と、励磁コイル１３と、その励磁コイルに発生する励磁磁界を効率よく生成するための磁性体からなるコア１４から構成される。  このうちコア１４は、励磁磁界を効率よく生成するためのもので、必ずしも必須のものではない。  検出器１は、励磁用交番電圧発生源２により励磁され、被検体３の上方に距離をおいて配置されている。  励磁コイル１３と検出コイル１１の中心軸は互いに離れて配置されるとともに、被検体３に対しほぼ垂直に配置される。  検出コイル１１の被検体に近い端面（下端面と略称、以下同様）を励磁コイル１３の被検体３に近い側の端面（下端面と略称、以下同様）より被検体に近く配置されている。
【００１８】
図４は本発明の他の実施形態を示す。  即ち、本発明による検出器１は、励磁コイル１３の両側に複数個の検出コイル１１、図４の例では検出コイル１１a, と 11b の２個を配置し、検出コイル１１a, １１bの被検体に近い端面を、励磁コイル１３の被検体に近い端面より被検体に近づくように配置し、検出コイル１１a、１１b の出力を相加的に結線したもので、検出感度を高める効果がある。  なお、検出コイルを励磁コイルの両側に２個の形態例を示したが、励磁コイルの周囲の円周上に複数個の検出コイルを配設し、これらの検出コイルの出力を相加的に結線すれば、いっそう検出感度を高められることは論をまたない。
【００１９】
また図５は、本発明の他の実施形態を示す。  即ち、本発明による検出器１は、複数個の励磁コイル、図５においては２個の励磁コイル１３a、13ｂ を示しているが、その中間に検出コイル１１を設け、これら励磁コイル１３a,１３b のある瞬間の内部磁界が同じ方向に指向するよう同相に励磁し、前期検出コイルの１１の被検体に近い端面を、前記励磁コイル１３a、１３b の被検体に近い端面より被検体に近くなるように配置したもので、垂直磁界を被検体にいっそう強く浸透させることができる形態である。
【００２０】
また図６は、本発明の他の実施形態を示す。  即ち、本発明による検出器１は、複数個の励磁コイル、即ち図６においては２個の励磁コイル１３a、13ｂ を示しているが、それらの励磁磁界が被検体内部に集中するように角度をつけて配置し、その中間に検出コイル１１を設け、これら励磁コイル１３a,１３b のある瞬間の内部磁界が同じ方向に指向するよう同相に励磁し、前期検出コイルの１１の被検体に近い端面を、前記励磁コイル１３a、１３b の被検体に近い端面より被検体に近くなるように配置したもので、垂直磁界を被検体にいっそう強く浸透させることができる形態である。  なお、複数個の励磁コイル１３を円周上に配置することにより、いっそう強い垂直磁界を被検体に浸透させることが可能な形態にできることは論をまたない。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例につき以下図を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の交番磁場を使用した非破壊検査用検出器の一実施例を示す図である。  同図に示すように、本実施例の磁場を利用した非破壊検査装置用検出器１は、検出コイル１１と、励磁コイル１３と、その励磁コイルに発生する励磁磁界を効率よく生成するための磁性体からなるコア１４から構成される。  このうちコア１４は、励磁磁界を効率よく生成するためのもので、必ずしも必須のものではない。  検出器１は、励磁用交番電圧発生源２により励磁され、被検体３の上方に距離をおいて配置されている。  励磁コイル１３と検出コイル１１の中心軸は互いに離れて配置されるとともに、被検体３に対しほぼ垂直に配置される。  検出コイル１１の被検体に近い端面（下端面と略称、以下同様）を励磁コイル１３の被検体３に近い側の端面（下端面と略称、以下同様）より被検体に近く配置されている。  図２、図３を用いてその動作を説明する。  図２は、前記励磁コイル１３と前記検出コイル１１の位置関係により検出コイル１１に生ずる出力波形の変化を示している。  励磁コイルの下端面を基準として説明するが、磁性体からなるコア１４が挿入されている場合はどちらかの被検体に近い端面を基準にする。  励磁コイル１３の内部にはある瞬間の磁界の方向が図示したように下方に向く方向だとすると、その同じ瞬間のコイルの外側面の磁界は、図示したように上方を向いた磁界となる。  ここにおいて、磁性体コア１４が挿入されると、磁性体コア１４には、磁極を生ずるので、厳密に言えば、磁性体コア１４それ自体の内部にはこれと反対の方向の磁界を生ずるが、図２では説明を容易にするため大綱的な内部磁界の方向として図示している。  ここにおいて、検出コイル１１の位置が図２の（A)に示したように励磁コイル１３の下端面よりはるかに離れた下の位置にある場合の検出コイルの出力波形は図２のグラフ（A)のようになる。  ここで、被検体のない自由空間の場合で説明する。  図２の（A)の位置では、励磁コイル１３の内部の磁界の磁束がより多く鎖交するため、図２のグラフ（A) の自由空間と示した波形が観測される。  また、検出コイルが図２の（C)の位置にある場合は、励磁コイル１３の外側面の上向き磁界が多く鎖交するため、図２のグラフ（C)の自由空間と示した波形が観測される。  即ち、図２のグラフ（A) の位相が反転された波形が観測される。  一方、図２の（B)に示すように、励磁コイル１３の下端面と検出コイル１１の下端面が接近しているが、検出コイル１１の下端面がより下にある場合は、図２のグラフ（B)の 自由空間に示すように、位相は図２のグラフ（A)の自由空間と同じであるが、その波高値は極めて小さくなっている。  これは、励磁コイル１３の内部磁界が鎖交して生ずる出力が励磁コイル１３の外側面磁界が鎖交することにより減殺されるためである。  このような状態で金属の被検体３を近づけると、被検体には渦電流が流れ、その渦電流により生ずる磁界の方向は、原因となった入射磁界を減ずる方向、即ち図２においては上方を向いた磁界となるため、図2のグラフ（A) においては自由空間の場合より波高値を減ずる方向となり、図２のグラフ（B) においては、減ずる量の方が大きく、位相が反転するに至までになる。  一方、図２の（C)の位置の場合は、被検体��より遠く、励磁コイル１３の外側面磁界の影響を強く受けるため、図２のグラフ（C) に示すようにほとんど変化が観測されない。  このように、図２の（B)の位置にある場合には、励磁コイル１３からの直接の強力な漏洩磁界を励磁コイル１３の外側面の反対方向の磁界で減殺し、被検体の渦電流による磁界を効率良く検出できる。  また、励磁コイル１３の内部磁界は、被検体３にほぼ垂直に入射するため、それによる渦電流も被検体の水平面内に生じ、その生じた渦電流による磁界は被検体に垂直方向に発生するため、垂直成分が多く、効率よく検出コイルコイル１１に鎖交し、検出される。
【００２３】
更に定量的に測定したデータを図３により説明する。  図３は、図１の励磁コア１４として直径１０mm, 長さ60mm のフェライトコアを使用し、励磁コイル１３として直径 0.5mm ホルマル線を 100回巻き回したものを使用し、検出コイル１１として、内径 10mmの空芯コイルとし、０．２ｍｍホルマル線を１００回巻き、コイル長さ１０ｍｍのコイルとしたものである。  励磁コイル１３の中心軸と検出コイル１１の中心軸との距離をｄとし、検出コイルの長さ方向の中心と検出コイルの下端面、この場合はコア入りなのでコアの方が被検体に近いのでコア１４の下端面との距離をXとし、d をパラメータとして測定したグラフが図３である。  この測定には同期検波を使用しているので、位相が反転する場合は、マイナス出力となる。  d = 0 即ち励磁コイル直下では、励磁コイルの磁界が強烈であるが、d = 30mm, 即ち励磁コイル直径の２個分程度離すと非常に小さくなる。  しかも X = 30mm から 60mm と言う大きなXの領域でも検出コイルの出力は相対的にあまり変化しない。  即ち被検体の厚さ方向への励磁磁束の浸透能力が高いことを意味しており、しかも磁束の方向が垂直である。  これは、厚い被検体の非破壊検査、しかも検出器下端と被検体間の距離、即ちリフトオフが大きくとれることおも意味している。
【００２４】
図４は本発明の他の実施例を示す。  即ち、励磁コイル１３の両側に検出コイル１１a, と 11b の２個を配設し、検出コイル１１a, １１bの被検体に向けた下端面を、励磁コイル１３の下端面より被検体に近づくように配置し、検出コイル１１a、１１b の出力を相加的に結線したもので、検出感度を高める効果がある。  なお、検出コイルを励磁コイルの両側に２個の例を示したが、励磁コイルの周囲の円周上に複数個の検出コイルを配設し、これらの検出コイルの出力を相加的に結線すれば、一層検出感度を高められることは論をまたない。
【００２５】
また図５は、本発明の他の実施例を示す。  即ち、図５において、複数の励磁コイル即ち励磁コイル１３a、13ｂ と、検出コイル１１を設け、これら励磁コイル１３a,１３b のある瞬間の内部磁界が同じ方向に指向するよう同相に励磁し、前期検出コイルの下端面を、励磁コイル１３a、１３b の下端面を結ぶ線より被検体に近くなるように配置したもので、一層の垂直磁界を被検体に浸透させることができる特長がある。
【００２６】
また図６は、本発明の他の実施例を示す。  図 ５と異なるところは、励磁コイル１３a, １３bの下端面間の距離を上端面間の距離より小さくし、即ち角度をつけてV字型に配設し、想定される被検体の深層部に励磁磁界を集中させようとしたものである。  図７は、実施例である図１、図５、図６の実施例を比較するために同一条件で測定したものである。  即ち、 d = 30mm, D = 60mm とし、図１の励磁コイル１本の場合、図５の２本並列の場合、図６の２本V字型に角度をつけた場合を示している。  図７の測定結果からも明らかな如く、図１、図５、図６の実施例の順にXの大きい領域、即ち被検体の深層部への励磁能力が高いことを示している。  殊に図６の実施例は、 X = 20mm から 70mm にわたって他のどれよりも被検体に垂直に励磁磁界を浸透させることができることが明らかである。
【００２７】
図８は、従来技術との比較を同一条件で比較し示すもので、技術文献１、２、３、４、５で使用されている２個の励磁コイルないし２個の励磁脚を互いに逆相で励磁する従来技術を、図５の励磁コイル１３a、１３b を互いに逆相励磁してシミュレートしたもので測定し、図６のV字型励磁コイルとの比較において示したものである。  即ち、図８において従来技術である励磁コイルの逆相励磁は、被検体に対して垂直な印加磁界は極めて小さく、一方、被検体に対して水平な磁界は、 X が小さい領域では極めて強大であり、Xが30mm から大きい領域では急激に低下している。  それに対し、本発明の一実施例である図６のV字型励磁は X = ３０ｍｍから７０ｍｍの間で従来技術よりも強い垂直磁界を被検体に対して浸透させることができ、且つ X が小さい領域、即ち被検体の表層部の磁界を低く抑えることが出来るので、表層部の影響を少なくし、厚い被検体の深層部または裏面傷の非破壊探傷に適していることを示している。
【００２８】
図９は、本発明の他の実施例で、図６の励磁コイルを１２本に増強し、いっそうの効果をねらったものである。  即ち励磁コイルとして直径１０ｍｍ、長さ６０ｍｍのフェライトコアに直径０．５ｍｍホルマル線を１００回巻き返したものを１２本直列に接続し、円錐面状に配置したもので、下端面のフェライトコア中心軸間距離６５ｍｍ、上端面のそれ９５ｍｍで、被検体方向に鋭角の角度をつけたものである。  検出コイルとしては、直径１４ｍｍ、長さ２５ｍｍのフェライトコアに直径０．２ｍｍホルマル線を外径３４ｍｍ、長さ２０ｍｍで１６００回巻き回したもので、検出コイルのコアの下端面は、励磁コイルのコア下端面より１０ｍｍ被検体に近づけている。  図１０は、使用した被検体で、６００ｍｍ  X  ６００ｍｍの大きさの、厚さ３５ｍｍのステンレス板（SUS304)の裏側を５ｍｍ切削し、人工減肉としたものである。  測定は検出コイルの下端面より被検体までの距離、即ちリフトオフを１０ｍｍとし、励磁周波数２５０Hzで被検体の中央部を走査した。  測定法はは特許文献６で開示されている装置を使用し、データはデータ集録装置で自動的に集録した。  図１１は、図９の実施例の検出器を使用し、図１０の被検体を測定したもので、合計１４００点の測定結果を表示したもので、図１１から明らかな如く、同期検波出力０度は殆ど変化はないが、９０度出力は肉厚３５ｍｍの部分と裏面減肉５ｍｍ（厚さ３０ｍｍ）の部分で明確な出力差があり、高い信号対ノイズ比（S/N比）で裏面減肉が検出できることを示している。  ９０度の出力差が大きいのは、渦電流による位相遅れがあるためで、５ｍｍの裏面減肉による位相遅れ差が検出されていることになる。  かように、本発明による検出器を使用すれば、厚い被検体の裏面減肉ないし裏面傷を大きなリフトオフで高いS/N比で検出することが可能となった。
【００２９】
図１２は、本発明の他の実施例を示す。  図１２は、図４の実施例を更に拡張したもので、図４の複数の検出コイルを円周状コイルとしたものである。  図１２において、検出コイル１１a と 11b は２個の円筒状コイルで、１重マルの巻き線と、２重マルの巻き線は太さを意図したものではなく、両者を区別するためのもので、検出コイル１１a は例えば円筒状ボビンに一定方向で巻き回し、検出コイル１１ｂはその上に間隔を開けて同じ方向で巻き回し、11a, 11b お互いの巻き終わりどうしを接続し、巻き始めをどうしを検出出力としたものである。  巻き方向が互いに逆の場合は、一方の巻き終わりを他方のまき始めに接続し、残り２端を出力とすれば同様の効果があることは論をまたない。  かくすることにより、ある瞬間の電流の向きは図示した方向となるため、前記間隔を開けた部分、図１２のAの部分が開口部となり、ここを通過する磁束を検出することが出来る。  検出コイル１１a と 11b は巻き数を同一とするのが基本であるが、異なる巻き数にすることにより、検出する磁束の向きを調整することも可能である。  本実施例は、検出器を小型化する上で利点がある。
【００３０】
図１３は、他の実施例で、励磁コイルに図１２と同様な考え方を適応したもので、図１２、図１３とも確実に動作することを確認した。  また図１３の励磁コイルの巻き枠を円錐台状にすれば実施例図９の拡張も出来、同様に動作することを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明による交番磁場を使用した非破壊検査用検出器を使用すれば、厚い被検体の裏面減肉、裏面傷を大きなリフトオフで非破壊探傷できるので、断熱材上からの配管内部ないし裏面減肉、裏面傷等の探傷を可能とするので、産業界にとって大きな利点となる。
【符号の説明】
【００３２】
１    検出器
１１  検出コイル
１２   検出コイル用コア
１３  励磁用コイル
１４  励磁コイル用コア
２    励磁用電源
３    被検体
【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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