ＭＴレベル２

一次一般試験問題のポイント（ｃ）1600A/m（ｄ）3200A/m

正答（ｂ）
JIS Z 2305 による資格試験について，昨年の本欄ではこの問題も基本的な問題であるが，計算式を覚えていMT-2 及び MY-2 の新規一次試験の一般試験問題の類題をなかったり，単位を間違えたりして，正しい解答ができ解説した。このとき，過去の出題に類似した例題の中かる人はあまり多くないようである。中実丸棒の内部におら，受験者の理解不足と思われる問題，思い違いや単純ける磁界の強さは，中実丸棒の外半径をａ（m），丸棒中なミスを犯しやすい問題を選んで注意点・ポイントなど，心軸からの任意の距離を r（m）,流れている電流の大き受験者の多くが陥りやすい点が分かるように解説してみさを I（A）とすると，r における磁界の強さＨ は次のた。今回も同様の視点から，一般試験問題についてポイように表せる。

ントを紹介したい。先に紹介したように，一般試験は四Ｈ＝Ｉr／２πａ2

者択一により正しいもの，又は誤っているものを選ぶ形

ａ＝40／2 ＝ 20（mm）＝ 0.02（m）,式で，30～40 問が出題される。一般試験，専門試験とも

ｒ＝ 10（mm）＝ 0.01（m），に得点が 70％以上で合格となる。

Ｉ＝ 200（A）であるので，これらを上式に代入する。
Ｈ＝Ｉr／２πａ2 ＝ 200 × 0.01／（2π ×0.022）

問 1

次の値は，ある鋼の磁化曲線から読み取った数値＝ 1／（4π × 10-4） ＝ 10000／4π ＝796（A/m）となから，磁化曲線上のある点：Ａにおける透磁率μ（H/m）

る。したがって， 800（Ａ/m）が最も近く，正答は（ｂ）を求めたものである。Ａ点における磁界の強さの読み：である。この種の問題での理解不足やミスは，前述のよ2400（A/m），磁束密度の読み：1.5（T）とする。この場

うに，計算式を忘れたり，ａとｒを取り違えたり単位や合，最も近いものを一つ選び記号で答えよ。

数値を間違う場合が多いようである。同様に，他の基本（ａ）6.25×10-5（ｂ）6.25×10-4的な磁界の計算式も記憶しておくとよい。

（ｃ）1600（ｄ）3600
問３

次の文は，鋼における炭素含有量の増加が磁気特性に及ぼす影響について述べたものである。誤っている

正答（ｂ）
磁化曲線上の任意の点Ａにおける透磁率μは，原点 0ものを一つ選び記号で答えよ。と任意の点Ａを通る直線の傾きで表され，μ＝Ｂ/H であ（ａ）飽和に必要な磁界の強さは増大する。

る。

（ｂ）最大比透磁率は減少する。
μ＝ 1.5（T）／2400（Ａ/m）＝ 6.25×10-4（H/m）

また，参考までにこのときの比透磁率を求めると，（ｃ）保磁力は減少する。
（ｄ）残留磁束密度は大きく変化しない。

-7

μ＝μ0μs であり，μ0＝ 4π×10 （H/m）であるから，
μs＝μ／μ0 ＝ 6.25×10-4／（4π×10-7）
3＝（6.25／4π）×10 ＝ 498

正答（ｃ）
鋼の磁気特性に関する問題は，特性が変化する要因としたがって，比透磁率は約 500 となる。

強磁性体の磁化曲線をよく理解していれば比較的容易な

これらは基本的な問題であり，磁化曲線からこれらの問題であると思われるが，炭素含有量などの要因が変化

数値を読み取ることができれば，透磁率や比透磁率を求した場合に起きる磁化曲線の変化がイメージできていなめることが可能である。磁化電流値を設定する際にも必い人が残念ながら多いようである。

要な場合があり，忘れないで記憶しておいて欲しい。

鋼の磁気特性は参考書「磁粉探傷試験Ⅱ」（以下MT-2参考書という）1.4 節の説明にあるように，合金成分（特次の値は，直径 40mm，長さ 500mm の丸棒鋼にＩ＝に炭素含有量），加工状態及び熱処理などによって大きく200A の電流が一様に流れている場合，丸棒鋼の中心から変化する。炭素含有量が増加したとき，飽和に必要な磁10mm の位置における丸棒鋼内部の磁界の強さを示した

界の強さ及び保磁力は大きくなり，最大比透磁率は減少ものである。下記の中から最も近いものを一つ選び記号する。但し，飽和に必要な磁界の強さは，焼きなましさで答えよ。

れた材料については著しい変化が無いので，注意が必要

問２（ａ）640A/m（ｂ）800A/mである。また飽和磁束密度や残留磁束密度は大きく変化することはない。したがって，（ａ）（ｂ）（ｄ）の記述はは，探傷に適当な有効磁界が得られない。

正しく,（ｃ）の記述が誤っているので正答である。このまたこれは，反磁界の影響がある場合には更に影響を受種の問題は，MT-2 参考書の表 1.1 や図 1.30 を参考にして，ける。磁気ペン跡は残留法でのみ現れる特徴的な疑似模

これらの変化を磁化曲線の変化と関連してイメージして様である。残留法については講習会や実習なども含め，みるとより理解しやすい。

体験してみるとより理解しやすくなる。

問４

問６

次の文は，表皮効果について述べたものである。

次の文は，脱磁について述べたものである。正し誤っているものを一つ選び記号で答えよ。

いものを一つ選び記号で答えよ。

（ａ）磁束密度が表面の約 37％になる深さを表皮の厚さ（ａ）交流脱磁では表皮効果のため試験体の表面近くはという。
（ｂ）表皮効果は強磁性体のみで生じるため，磁束だけに生じ電流の場合には生じない。
（ｃ）表皮の厚さは，交流の周波数，導電率及び透磁率が大きいほど小さくなる。
（ｄ）表皮効果は，反磁界の強さに影響を与える。

脱磁されるが，内部はほとんど脱磁されない。
（ｂ）きず磁粉模様か又は疑似模様かの判別のための再試験における脱磁も，直流脱磁が必要である。
（ｃ）コイル法で磁化した円柱状試験体は軸通電法による方が容易に脱磁できる。
（ｄ）直流脱磁は専用の装置でなくても，脱磁コイルから，検査物を遠ざけるだけでも脱磁できる。

正答（ｂ）
表皮効果や反磁界に関する問題も，受験者の理解不足がよく見られるようだ。

正答（ａ）
脱磁に関しても，実際に体験していない人はイメージ

表皮効果は電気の導体であれば生じ，強磁性体のみにが湧きにくいのかもしれない。きずかどうかの確認・再生じるわけではない。また表皮効果は，磁束の場合でも試験のための脱磁は交流脱磁でよい。また脱磁は磁化と電流の場合でも生じる。磁粉探傷における表皮の厚さは，同じ方法で脱磁する方が効果的である。直流脱磁には，磁束密度が表面の値の約 37％になる表面からの深さを少なくとも自動転極機能をもつ電源装置が必要である。

いう。表皮の厚さは，交流の周波数，導電率及び透磁率専用の装置ではこの機能に加えて，脱磁電流の自動減衰がそれぞれ大きいほど小さくなる。また表皮効果は，特機能も装備されている。にコイル法における L/Ｄにおいて，見かけの断面積：Ｄの減少に寄与し，反磁界の強さの影響を低減させることができる。

紙面の都合で全ての類題を紹介・解説することはできないが，取り上げた例題の類題以外にも，磁気回路，漏洩磁束，疑似模様，試験条件の設定などに関する問題に

問５

次の文は，残留法について述べたものである。誤っているものを一つ選び記号で答えよ。
（ａ）磁気ペン跡の発生に注意する必要がある。

ついても理解不足が目立つ。今までの本欄の記事を参考に，より理解を深めておいて欲しい。
また昨年発行された JIS Z 2320-1～3

磁粉探傷試験（ｂ）ボルトの保守検査など量産品の検査に適用される。

についても，MT-2 参考書に記述されている程度の内容は，（ｃ）内部きずの検出には不向きであり，表面開口きず理解しておいて欲しい。の検出を目的に適用される。
（ｄ）保磁力 Hc が小さい材料でも，残留磁束密度が大きい材料には適用される。

以上解説した例題は，磁粉探傷試験の基礎的な問題や試験手順の基本的な問題が中心でレベル２としては決して難しいものではない。これから MT-2 を受験しようと正答（ｄ）
残留法に関する問題は，実際の体験者が少ないのか，必ずしも正しくは理解されていないようだ。
残留法は保磁力の大きな，一般に言う硬い材料に適している。残留磁束密度が大きくても保磁力が小さい場合にする人は，基本事項の理解を深めるよう，講習会への参加や以前の解説も含めて学習して頂きたい。

ＥＴレベル３

二次Ｃ１（基礎）試験のポイントると言い，結合の度合いを k（結合係数）で表わす。
距離が近く，磁束が 100％影響した場合は k=1 となり，

JIS Z 2305 に基づく資格試験の試験問題に関しては距離が遠く磁束が影響しない場合は k =0 となる。

〔非破壊検査技術シリーズ〕渦流探傷試験Ⅲの記述範囲

ここで，コイル A，B のインダクタンスを La，Lb とすから出題されている。したがって，これをよく読み内容

ると相互インダクタンス M は次式で表わされる。の理解がなされていれば解答に窮することはないのであM = k ( La × Lb)

るが，試験結果を見ると理解不足と思われる誤解答が見したがって，結合係数が 1 に近い，すなわちコイル同士られるものがある。本解説は過去に出題された試験結果が接近していると相互インダクタンス M は大きくなる。の中から受験者の理解不足と思われる誤解答を分析し正隣接したコイルの一方に電流を流した場合は，もう一方答率の低い問題と類似の例題を選び，その問題についてのコイルに誘起される電圧は大きくなる。結合係数が 0

解説を行うものである。C1 問題は 4 者択一で，正しいもに近づけば逆の現象が観測される。また上の式からわかの又は誤っているものを選択することで解答を行うもの

るように M はいかなる場合でも La 又は Lb の値の大きである。

い方を超えることはない。

問１

問３

次の文は，渦流探傷試験における試験コイルの働空心の試験コイルの中に非磁性金属を挿入したときについて述べたものである。誤っているものを一つ選き，試験コイルのインピーダンスはどうなるか。次のうび記号で答えよ。

ちから正しいものを一つ選び記号で答えよ。

(ａ)試験体に時間的に変化する磁束を作用させる。

(ａ)試験コイルのインピーダンスは特に変化しない。

(ｂ)インピーダンス変化を検出する。

(ｂ)試験コイルの抵抗とリアクタンスが共に増加する。

(ｃ)試験体中に渦電流を発生させる。

(ｃ)試験コイルの抵抗が増加しリアクタンスが減少する。

(ｄ)試験体のインピーダンスを変化させる。

(ｄ)試験コイルの抵抗が減少しリアクタンスが増加する。

正答

正答

(ｄ)

(ｃ)

渦流探傷試験は試験コイルに交番電圧を加えることで空心の試験コイルの中に非磁性金属を挿入した場合に時間的に変化する磁束を発生させる，この磁束が試験体おいて，そのコイルに交番電流Ⅰが流れていれば，磁束に影響することで試験体中に渦電流が発生し，二次作用が発生している。この磁束が挿入された金属を貫くことによってその試験コイルのインピーダンスが変化し，きで金属内部に渦電流が発生する。この発生した渦電流はずを検出することができる。

与えられた磁束とは逆の方向に磁束を発生するので，その結果元の磁束を減少せしめる働きをすることとなる。

問２

次の相互インダクタンスに関する記述のうち，正しいものを一つ選び記号で答えよ。

渦電流

導体

(ａ)隣接した 2 つのコイル A，B 間の相互インダクタン
スの値は，それぞれのコイルの自己インダクタンスコイルで発生した磁束の値の大きい方を越えることはない。

渦電流で発生する磁束(ｂ)隣接した 2 つのコイルの一方に電流を流すと，他方に起電力が発生するが，このとき相互インダクタン
スが小さいほど起電力は大きくなる。

電流の方向(ｃ)2 つのコイルの結合係数が大きくなると，相互インダクタンスは小さくなる。
(ｄ)2 つのコイルを無限に離すと，相互インダクタンスも無限大となる。
正答(ａ)

インダクタンス L＝NΦ/Ⅰ ，ただし，N はコイル巻数，Φは磁束，I は電流であるから，磁束Φ が減少することでインダクタンスも減少する。したがって，リアクタンスωL も減少することとなる。また，挿入金属に流れる複数のコイルが配置されたとき，それらのコイルから渦電流はその金属の導電率に従った値の渦電流損失を生発生する磁束が影響を及ぼす場合に，コイル間結合があむこととなる。この損失はコイルから見た場合は抵抗の増加として捕らえられる。

ときにインダクタンスの減少する有様を現したものである。

問４

渦流探傷器の回路におけるローパスフィルタの接続について，次のうちから正しいものを一つ選び記号で答えよ。
(ａ)同期検波器の出力に直接接続されている。
(ｂ)ブリッジの出力に直接接続されている。
(ｃ)同期検波器の制御信号が直接接続されている。
(ｄ)ブリッジ後の増幅器の出力が直接接続されている。
正答(ａ)

渦流探傷器の信号処理系のフィルタには大まかに分けて 3 種類のフィルタが考えられる。
周波数帯域を狭めて信号の S/N をよくするため用いら

元の長さから引き伸ばされる初期の内は，大きく L が減少し後に漸近線に従うことが分かる。

れるのが帯域フィルタ，ガタノイズや温度ドリフトを除去する目的で使用するハイパスフィルタ，そして同期検問６図（A）のような周波数特性の増幅器に対して図(B)波の後ろに接続されるのがローパスフィルタである。このような周波数特性の増幅器の名称で，正しいものを一の中で，帯域フィルタとハイパスフィルタは無くても探つ選び記号で答えよ。

傷器の信号処理は成立するがローパスフィルタが無いと(a)広帯域増幅器(b)同調増幅器

同期検波信号に含まれる脈流信号の影響で，きず信号成(c)直流増幅器(d) 非 線 形 増 幅 器分を抽出できないので渦流探傷器では必須のフィルタであり、正答は(ａ)となる。なお，フィルタは入出力の 2端子で構成されるものであるから，電圧制御する特殊なフィルタ以外では，制御信号等は不要である。
問５図のようにコイルを少しずつ引き伸ばした場合コイルのインダクタンスはどうなるか。次の中から正しいものを一つ選び記号で答えよ。

図B

図A

正答（ｂ）

A の周波数特性をもつ増幅器は広帯域増幅器，B のよ
うに特定の周波数帯のみに利得をもつものは同調増幅器（選択増幅とも言う）、そして C は直流増幅器である。
これは定義であるから，この特性に対する増幅器の名称(ａ)最初に大きく増加してから減少する。

を記憶してもらわなければならない。なお，非線形増幅(ｂ)減少する。

器は周波数特性ではなく増幅特性で，渦流探傷器ではリ(ｃ)変化しない。

ジェクションがこれにあたる。

(ｄ)最初に大きく減少してから増加する。
(ｂ)

コイルのインダクタンス L は，次式の要素で決定される。

利得

正答A
B

L＝k・μｒ2N２/ｌ
ただし，ｋ： 長岡係数，μ：透磁率，ｒ：コイル半径Cｌ：コイル長さ， N：コイル巻数
したがって， l が長くなるに従いインダクタンスが減少することが分かる。
次のグラフは直径 19.5mm，100 回巻のコイルが，長さ 10mm のとき 200μH であったものが引き伸ばされた

周波数

正答率の低い問題に関して解説したが，中には判断に迷うような問題の場合がある。この場合最も重要性の高い選択肢を選ぶことが肝心である。