JP2009244280A - Multi-coil probe for eddy current flaw detection - Google Patents
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Description
本発明は、渦電流探傷法に用いられる渦電流探傷用マルチコイルプローブに係わり、特に表面凹凸を有する被検査体の探傷を行うのに好適な渦電流探傷用マルチコイルプローブに関する技術である。 The present invention relates to a multi-coil probe for eddy current flaw detection used in an eddy current flaw detection method, and more particularly to a technique relating to a multi-coil probe for eddy current flaw detection suitable for flaw detection of a test object having surface irregularities.
渦電流探傷法(以下、ECTと呼称する。)とは、主に表面欠陥を被検査体表面に流れる渦電流の変化から検出する手法であり、非破壊検査手法として広く普及している。更に、近年ではECT検査の高速化を図るために、複数のコイルを規則的に配列した渦電流探傷用マルチコイルプローブ(以下、マルチコイルECTプローブと呼称する。)が普及しており、曲面形状等の複雑形状を有する被検査体の探傷を行うために、例えば、柔軟性を有する基板上にコイルを配置したフレキシブル型マルチコイルプローブが提案されている(例えば、特許文献1参照)。柔軟性を有する基板には、基板上に配置した渦電流探傷用のコイルに電流を流すための配線が施されたものもある(例えば、非特許文献1参照)。 The eddy current flaw detection method (hereinafter referred to as ECT) is a method that mainly detects surface defects from changes in eddy current flowing on the surface of an object to be inspected, and is widely used as a nondestructive inspection method. Furthermore, in recent years, in order to increase the speed of ECT inspection, an eddy current flaw detection multi-coil probe (hereinafter referred to as a multi-coil ECT probe) in which a plurality of coils are regularly arranged has become widespread and has a curved surface shape. For example, a flexible multi-coil probe in which a coil is arranged on a flexible substrate has been proposed (for example, see Patent Document 1). Some flexible substrates are provided with wiring for passing a current through an eddy current flaw detection coil disposed on the substrate (for example, see Non-Patent Document 1).
上記特許文献1及び非特許文献1に記されているフレキシブル型マルチコイルECTプローブは、滑らかな表面状態を有する曲面形状被検査体の探傷を行うのに、柔軟な基板がその表面状態に沿って柔軟に屈曲するので好適である。
The flexible multi-coil ECT probe described in
しかしながら、例えば、被検査体の曲面がグラインダ加工を受けて、局所的に表面に凹凸を有する曲面形状被検査体の検査においては、渦電流探傷用のコイルと被検査体の表面との間の間隔(リフトオフ)が変動するためにリストオフノイズと称するノイズ信号が本来探傷したい欠陥による検出信号と同時に渦電流探傷用のコイルが発生させる。 However, for example, in the inspection of a curved surface inspection object having a locally uneven surface after the curved surface of the inspection object is subjected to grinder processing, the gap between the coil for eddy current testing and the surface of the inspection object Since the interval (lift-off) fluctuates, a noise signal called wrist-off noise is generated at the same time as a detection signal due to a defect to be flaw-detected and an eddy current flaw detection coil.
そのため、被検査体の表面の欠陥の検出性,長さ測定性及び高さ測定性などの探傷性能を著しく低下させる問題があった。また、被検査体と基板が直接接触する構造であったため、基板が摩耗することで基板に施された配線が断線する問題があった。 Therefore, there has been a problem that the flaw detection performance such as detectability of the surface of the object to be inspected, length measurement property, and height measurement property is remarkably lowered. In addition, since the object to be inspected and the substrate are in direct contact with each other, there is a problem in that the wiring applied to the substrate is disconnected when the substrate is worn.
したがって、本発明の目的は、探傷性能の低下を抑制できるマルチコイルECTプローブを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-coil ECT probe that can suppress a decrease in flaw detection performance.
本発明の目的を達成するための手段は、フレームと、前記フレームに被検査体の方向へ進退自在に設けられた複数個の渦電流探傷用コイルと、前記渦電流探傷用コイルの前記被検査体に面する側に配置されて前記コイルと一体にされている複数個の突起物とを備えていることを特徴としている渦電流探傷用マルチコイルプローブである。 Means for achieving the object of the present invention includes a frame, a plurality of eddy current flaw detection coils provided on the frame so as to be able to advance and retreat in the direction of the inspection object, and the inspection of the eddy current flaw detection coil. An eddy current flaw detection multi-coil probe comprising a plurality of protrusions arranged on the body-facing side and integrated with the coil.
本発明は、渦電流探傷用マルチコイルプローブを走査した際にも、複数の突起物が渦電流探傷用マルチコイルプローブのコイルと被検査体表面との間隔を極力一定に保つので、探傷性能の低下を抑制できる。 In the present invention, even when the multi-coil probe for eddy current testing is scanned, the plurality of protrusions keep the distance between the coil of the multi-coil probe for eddy current testing and the surface of the object to be inspected as constant as possible. Reduction can be suppressed.
そのため、表面凹凸を有する曲面形状被検査体においても、好適な検査を実施でき、ECT検査の適用範囲の拡大に貢献する。 Therefore, it is possible to carry out a suitable inspection even on a curved object having a surface irregularity, which contributes to the expansion of the application range of ECT inspection.
本発明の実施例では、渦電流探傷用マルチコイルプローブの被検査体との接触部が前記被検査体に点接触する形状の複数の突起物に形成されている渦電流探傷用マルチコイルプローブの構成を有する。 In an embodiment of the present invention, there is provided an eddy current flaw detection multi-coil probe in which contact portions of the multi-coil probe for eddy current flaw detection are formed on a plurality of protrusions having a shape in point contact with the inspection subject. It has a configuration.
その構成によれば、渦電流探傷用マルチコイルプローブを走査しても、突起物が被検査体の表面との間隔を一定の間隔に維持するので、リフトオフノイズが抑制できる。そのため、渦電流探傷用マルチコイルプローブの探傷性能の低下が抑制できる。 According to this configuration, even when the multi-coil probe for eddy current flaw detection is scanned, the protrusions maintain the distance from the surface of the object to be inspected at a constant distance, so that lift-off noise can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in flaw detection performance of the multi-coil probe for eddy current flaw detection.
第1実施例による渦電流探傷用マルチコイルプローブは、図1のように、屈曲性に富んで柔軟性のあるプラスチック製の基板1と、その基板の上面に固定された複数個の渦電流探傷用コイル2と、その基板1の下面に各渦電流探傷用コイル2の真下において形成された部分球面形状又は錘状の突起物4と、前記基板1にエッチングで高密度に配線した銅配線とから構成される。基板1としては、プラスチックの中でも耐熱性や機械的強度の良いポリイミド樹脂製のフィルム(フィルム厚が0.15ミリ)を用いることが好ましい。
The multi-coil probe for eddy current testing according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, has a flexible and flexible
その渦電流探傷用コイル2とは、励磁コイル,検出コイル又は励磁・検出兼用コイルであり、それらのコイルには、銅配線が結線されて、渦電流探傷用マルチコイルプローブ外の電源からコイルへ通電したり、コイルからの信号を渦電流探傷用マルチコイルプローブに接続されている渦電流探傷装置の信号処理装置へと電送する際の渦電流探傷用マルチコイルプローブ内での電送路として用いられる。
The eddy current
このような基板1は、屈曲性がよく物体表面形状に沿って柔軟に変形するので、フレキシブルプリント基板と称せられ、フレキシブルプリント基板を採用した電流探傷用マルチコイルプローブは基板がリジッドなものに比較して柔軟性があることからフレキシブル型マルチコイルECTプローブと称せられている。
Such a
基板1は、成型用の金型にプラスチックを流し込む成型加工やプラスチック板を切削加工する方法などで製造される。基板1に装備される突起物4は、金型に突起物の型も加工しておき、その金型による成型加工によって、あるいは、プラスチック板から基板1を切削加工で製造する際に、突起物4も同時に切削加工で成型することによって基板1と一体に製造される。
The
基板1内に銅配線を電気配線として施すことで、渦電流探傷用コイル2から直接的に電線をフレキシブル型マルチコイルECTプローブの外に引き出すものに比べてそのプローブの取扱い時の断線防止が可能となる。また、部分球面または錘状の突起物4を備えたことで突起物4を被検査体の表面に接触させてそのプローブを走査するので、基板1の摩耗による基板内の電気配線(銅配線)の断線を抑えることができる。更に、基板1に熱や触媒等で硬化する材料を用いてある場合には、基板1を作成した後に、突起物4を熱や触媒等で硬くすれば、基板1の耐摩耗性を向上し、フレキシブル型マルチコイルECTプローブの寿命を向上できる。
By providing copper wiring in the
突起物4は、図1(d)図のように球面の一部分を成す形状である部分球面形状と、図1(e)図のように円錐や多角錘などの錘状の例がかかげられるが、被検査体の表面に点接触で接触する形状であればどの様な形状でも良い。いずれの場合も、渦電流探傷用コイル2の中心線5の延長上に突起物4の最突端部位が位置するように渦電流探傷用コイル2と突起物4との配置関係が整えられている。
The
本発明を適用したフレキシブル型マルチコイルECTプローブでは、表面凹凸を有する曲面形状部の検査においても、リフトオフによるノイズ信号が発生しない原理を以下に説明する。図7のように、滑らかな曲面を表面6に有する被検査体7のその表面に対して、従来のフレキシブル型マルチコイルECTプローブを適用して探傷した場合は、基板を被検査体の表面に押し付けると、基板と被検査体との間に隙間が生じないので、フレキシブル型マルチコイルECTプローブをその表面に沿って走査しても、基板上に配置した渦電流探傷用コイルと被検査体の間隔(リフトオフ)が常に一定に保たれる。そのため、リストオフによるノイズ信号が発生しない探傷が可能である。
In the flexible multi-coil ECT probe to which the present invention is applied, the principle that a noise signal due to lift-off is not generated even in the inspection of a curved surface portion having surface irregularities will be described below. When the conventional flexible multi-coil ECT probe is used for flaw detection on the surface of the
しかし、グラインダ等で被検査体7の表面6を研摩した後においては、その表面6が図7の中央の図のように凹凸状態となる。そのような凹凸状態では、局所的な表面凹凸により、基板上に配置した渦電流探傷用コイルと被検査体7の表面との間隔がフレキシブル型マルチコイルECTプローブを走査する際に変動する。そのため、リフトオフによるノイズ信号が発生し、探傷性能が悪化する等の問題が生じる。また、従来のフレキシブル型マルチコイルECTプローブでは、被検査体7と基板とが直接接触するため、フレキシブル型マルチコイルECTプローブを走査する際に基板が摩耗し、基盤内に施されている電気配線が断線する等の問題があった。
However, after the
一方、本発明の実施例を適用したフレキシブル型マルチコイルECTプローブでは、基板1の被検査体7の表面6との接触部に、部分球面状の突起物4を備えている。そのため、本発明の実施例における基板1を被検査体7の表面6に押し付けた際に突起物4が凸凹状の表面6に点接触して、基板1上に配置した渦電流探傷用コイル2と被検査体7の距離が突起物4の突出長さ相当の一定に保たれる。
On the other hand, in the flexible multi-coil ECT probe to which the embodiment of the present invention is applied, a partial
そのため、表面6が凹凸状態においても、渦電流探傷用コイル2と被検査体7の表面6との間の間隔がフレキシブル型マルチコイルECTプローブを走査した際にも変化せず、リフトオフの変動によるノイズ信号が渦電流探傷用コイル内に誘導されることは無く、リフトオフノイズの発生を抑制できる。
For this reason, even when the
また、突起物4が被検査体7に接触するので、フレキシブル型マルチコイルプローブの基板1に施されている電気配線にまで摩耗が進行するまでに従来よりも時間がかかり、断線防止事故にいたるまでのプローブ寿命が飛躍的に延命化できる。
In addition, since the
本発明の実施例2を、図2に示す。実施例2は、既述の実施例1を改良したもので、改良内容を以下に解説し、その他の構成や作用は既述の実施例1と同じである。 A second embodiment of the present invention is shown in FIG. The second embodiment is an improvement of the first embodiment described above. The details of the improvement will be described below, and the other configurations and operations are the same as those of the first embodiment described above.
図2に示したフレキシブル型マルチコイルECTプローブの基板1は、表裏両面が平坦なフレキシブルプリント基板1に突起物4を機械的に固定したものである。突起物4は部分球面状あるいは錘状の形状を有し、材質は炭化ホウ素,工業用ダイヤモンド,工業用ルビー等の高硬度材料を採用している。その材料の硬度は被検査体7の表面6の硬度よりも高い硬度を示している。
A
その突起物4は、図2(a)(b)(c)(d)(e)(f)のように、渦電流探傷用コイル2の中心線5の延長上に突起物4の最突端部位が位置するように渦電流探傷用コイル2と突起物4との配置関係が整えられている。このように配置された突起物4は、基板1に接着した複数層のプラスチック板8で突起物4の周囲を基板1とで挟んで基板に固定されている。プラスチック板8は基板の柔軟性を損なわないように、及び突起物4の最突端部がプラスチック板8よりの外側に突き出るようにその厚さを配慮する。
As shown in FIGS. 2 (a), (b), (c), (d), (e), and (f), the
そのほかの機械的固定方法としては、基板1に雌ネジ穴を開け、突起物4に加工した雄ネジをそのネジ穴に螺合させて基板1と突起物4とを固定する方法もある。
As another mechanical fixing method, there is also a method in which a female screw hole is formed in the
本発明の実施例3を、図3に示す。実施例3は、既述の実施例1を改良したもので、改良内容を以下に解説し、その他の構成や作用は既述の実施例1と同じである。 A third embodiment of the present invention is shown in FIG. The third embodiment is an improvement of the first embodiment described above. The details of the improvement will be described below, and the other configurations and operations are the same as those of the first embodiment described above.
図3に示したフレキシブル型マルチコイルECTプローブの基板1は、表裏両面が平坦なフレキシブルプリント基板1に突起物4を接着剤9で固定したものである。突起物4は部分球面状あるいは錘状の形状を有し、材質は炭化ホウ素,工業用ダイヤモンド,工業用ルビー等の高硬度材料を採用している。その材料の硬度は被検査体7の表面6の硬度よりも高い硬度を示している。
The
その突起物4は、図3(a)(b)(c)(d)(e)(f)のように、渦電流探傷用コイル2の中心線5の延長上に突起物4の最突端部位が位置するように渦電流探傷用コイル2と突起物4との配置関係が整えられている。このように配置された突起物4は基板1に接着剤9で接着されて固定される。
As shown in FIGS. 3A, 3 </ b> B, 3 </ b> C, 3 </ b> D, 3 </ b> E, and 3 </ b> F, the
このタイプのフレキシブル型マルチコイルECTプローブは簡単に突起物4を取付けられるが、突起物4の脱落が問題となりそうな接着剤9の接着力低下を引き起こす環境で使用する場合は別の実施例1や実施例2の固定方法を採用した方がよい。
In this type of flexible multi-coil ECT probe, the
図4に示した第4実施例は、コイル押付型マルチコイルECTプローブの例である。コイル押付型マルチコイルECTプローブのフレーム10には、図2(a)(b)(c)のように、被検査体の表面に対向する面に、複数のコイルホルダ3をフレーム10から突き出る方向へ進出したりフレーム10側へ戻る方向へ退避したり出来るようにされている。このような被検査体の方向へ進退自在にされているコイルホルダ3は次のようにしてフレーム10に装着される。このフレーム10は探傷作業中に被検査体側へ押しあてがわれても変形することの無い剛性を持たせてある。
The fourth embodiment shown in FIG. 4 is an example of a coil pressing type multi-coil ECT probe. In the
即ち、フレーム10に形成されている開口11は、フレーム10の下面において狭い口径とされ、内側ではそれよりも広い口径とされている。その開口11の内側には、前記狭い開口よりも幅広なつば部12を有するコイルホルダ3が上下動自在に挿入され、その一部下部がフレーム10の下面から下方へ突き出ている。そのコイルホルダ3の上端部分と開口の上端部分との間にはコイルバネ13が設けられて、そのコイルバネ13が常にコイルホルダ3を開口11から突き出すようにコイルホルダ3にバネ力を加えている。
That is, the
開口から突き出されたコイルホルダ3の突端部は、図2(d)(f)のような部分球面状または図2(e)(g)のような円錐や多角錐などの錘状の形状を有する突起物4として成型され、その突起物4がその最突端部で被検査体の表面に点接触する形状とされている。
The protruding end of the
コイルホルダ3の内側は、中空となっていて、その中には渦電流探傷用コイル2が内蔵され、渦電流探傷用コイル2の中心線5の延長線上に突起物4の最突端部が位置するように渦電流探傷用コイル2と突起物4との位置関係が配慮されている。渦電流探傷用コイル2には電気配線が結線され励磁用の電力や検出信号の伝送用に用いられる。このようにして、コイルホルダ3の先端に成型した突起物4は渦電流探傷用コイル2とコイルホルダ3を介して一体となっている。
The inside of the
このようなコイル押付型マルチコイルECTプローブは、渦電流探傷用コイル2が渦電流探傷装置の信号処理装置や電源に接続されて用いられる。渦電流探傷検査を実施する際には、フレーム10を被検査体の表面に向けて押すことによって、コイルホルダ3をその表面に押し付ける。その押し付けにより、被検査体の表面に突起物4が点接触する。その被検査体の表面が凹凸を有する場合には、凸部に接触した突起部が成型されているコイルホルダ3は、凹部に接触したコイルホルダ3よりも大きく開口11内にコイルバネ13の力に逆らって押し入る。
Such a coil pressing type multi-coil ECT probe is used with the eddy current
このようにして、その凹凸によって各コイルホルダ3の開口11内への押し入り寸法が相違しますが、その押し入り動作には、渦電流探傷用コイル2がコイルホルダ3と同量だけ押し入れ方向に移動しますので、渦電流探傷用コイル2と被検査体の表面との間隔(リフトオフ量)は一定に保たれます。そのため、リフトオフノイズの発生を抑制することが出来ます。
In this manner, the indentation dimensions of the
コイル押付型マルチコイルECTプローブを走査して検査位置を被検査体の表面に沿って移動させても、渦電流探傷用コイル2と被検査体の表面との間隔(リフトオフ量)は一定に保たれますので、リフトオフノイズの発生を抑制することが出来ます。
Even when the coil pressing type multi-coil ECT probe is scanned to move the inspection position along the surface of the object to be inspected, the distance (lift-off amount) between the eddy current
図4の例ではコイルバネ13をコイルホルダ3のサスペンションとして用いて検査表面の凹凸に追従させたが、コイルバネ13の代わりにガス圧,水圧,油圧を用いたシリンダ装置でコイルホルダ3のサスペンションを構成しても良い。また、ゴム等の弾性体の中にコイルホルダ3を抜けないように埋め込み、その弾性体の弾性力を利用してコイルホルダ3をサスペンスしてもよい。
In the example of FIG. 4, the
コイル押付型マルチコイルECTプローブを走査する際に、コイルホルダ3と同材質の突起物4の摩耗が問題となる場合は、コイルホルダや突起物4の材料として熱硬化性プラスチックを採用して、少なくとも突起物4を熱硬化により耐摩耗性を向上できる。
When scanning the coil pressing type multi-coil ECT probe, if wear of the
図5に示した第5実施例は、既述の第4実施例のコイル押付型マルチコイルECTプローブを改良した例である。改良内容を以下に説明し、ここで説明しない構成や作用は第4実施例と同じなのでその説明を省略する。即ち、改良点は、コイルホルダ3と突起物4とを別々に作成し、コイルホルダ3の端部に突起物4をはめ込むことで機械的にコイルホルダ3と突起物4を一体化する。
The fifth embodiment shown in FIG. 5 is an example in which the coil pressing type multi-coil ECT probe of the fourth embodiment described above is improved. The details of the improvement will be described below. Since the configuration and operation not described here are the same as those in the fourth embodiment, the description thereof will be omitted. That is, the improvement is that the
その一体化のために、コイルホルダ3の端部には逆ハの字型の断面を有する孔14を加工しておく。その孔14には、図5(d)(e)(f)(g)のように、突起物4をはめ込んで、突起物4の突端はコイルホルダ3から突き出しておく。
For the integration, a
突起物4の摩耗が問題となる場合は、突起物4の材料として、炭化ホウ素,工業用ダイヤモンド,工業用ルビー等の高硬度材料を採用することで耐摩耗性の問題は解決する。このように、突起物4の材料をコイルホルダ3の材料とは相違する材料に選択して、必要に応じた材料が選択できる。
When wear of the
図6に示した第6実施例は、既述の第4実施例のコイル押付型マルチコイルECTプローブを改良した例である。改良内容を以下に説明し、ここで説明しない構成や作用は第4実施例と同じなのでその説明を省略する。即ち、改良点は、コイルホルダ3と突起物4とを別々に作成し、図5(d)(e)(f)(g)のように、コイルホルダ3の端部に突起物4を接着剤9で接着してコイルホルダ3と突起物4を一体化する。
The sixth embodiment shown in FIG. 6 is an example in which the coil pressing type multi-coil ECT probe of the fourth embodiment described above is improved. The details of the improvement will be described below. Since the configuration and operation not described here are the same as those in the fourth embodiment, description thereof will be omitted. In other words, the improvement is that the
突起物4の摩耗が問題となる場合は、突起物4の材料として、炭化ホウ素,工業用ダイヤモンド,工業用ルビー等の高硬度材料を採用することで耐摩耗性の問題は解決する。このように、突起物4の材料をコイルホルダ3の材料とは相違する材料に選択して、必要に応じた材料が選択できる。
When wear of the
このタイプのコイル押付型マルチコイルECTプローブは簡単に突起物4をコイルホルダ3に取付けられるが、突起物4の脱落が問題となりそうな環境で使用する場合は第4実施例や第5実施例のような別の固定方法を突起物4をコイルホルダ3へ固定する方法として採用することが好ましい。
In this type of coil pressing type multi-coil ECT probe, the
本発明は、渦電流探傷法による非破壊検査を実施する際に、渦電流探傷装置に接続して用いられる渦電流探傷用マルチコイルプローブに利用される。 The present invention is used for an eddy current flaw detection multi-coil probe that is connected to an eddy current flaw detector when performing a nondestructive inspection by an eddy current flaw detection method.
1…基板、2…渦電流探傷用コイル、3…コイルホルダ、4…突起物、5…中心線、6…表面、7…被検査体、8…プラスチック板、9…接着剤、10…フレーム、11…開口、12…つば部、13…コイルバネ、14…孔。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記渦電流探傷用コイルの前記被検査体に面する側に配置されて前記コイルと一体にされている複数個の突起物と、
を備えている渦電流探傷用マルチコイルプローブ。 A frame, and a plurality of eddy current flaw detection coils provided in the frame so as to be movable forward and backward in the direction of the object to be inspected
A plurality of protrusions arranged on the side of the eddy current testing coil facing the object to be inspected and integrated with the coil;
Multi coil probe for eddy current testing.
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