JP2013088345A - 渦流探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導体の周方向における欠陥の位置または長さを適切に検出することができる渦流探傷装置を提供する。
【解決手段】渦流探傷装置は、検査対象である導体（２００）の搬送路（２５０）に沿って同軸に且つ離間して配置された一対の検出コイル（Ｌ１Ａ,Ｌ２Ａ〜Ｌ１Ｄ,Ｌ２Ｄ）と、一対の検出コイル（Ｌ１Ａ,Ｌ２Ａ〜Ｌ１Ｄ,Ｌ２Ｄ）の各検出コイルによりブリッジの二辺が構成され、ブリッジの平衡が崩れたか否かを示す検出信号を出力する交流ブリッジ回路を含む検出部と、を備え、一対の検出コイル（Ｌ１Ａ,Ｌ２Ａ〜Ｌ１Ｄ,Ｌ２Ｄ）は、当該一対の検出コイルの搬送路（２５０）側を向く面における周方向の一部に配置される電磁遮蔽体（５１〜５４）を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、渦流探傷装置に関する。

従来、導体表面の欠陥を検査するために渦流探傷装置が用いられている。この渦流探傷装置は、例えば、一対の検出コイルをブリッジ接続した交流ブリッジ回路に交流信号を供給し、検出コイルと検査対象とを相対的に移動させて検査するものである。そして、渦流探傷装置は、検査対象である導体表面の傷等の欠陥が検出コイルを通過した場合、導体内に生じる渦電流が変化して一対の検出コイルの各検出コイルのインダクタンスに差が生じることにより欠陥を検出する。（例えば、特許文献１参照）。

特許第２８８２８５６号公報

ところで、導体の周方向における欠陥の位置または長さを検出することが望まれている。
しかしながら、従来の渦流探傷装置においては、検出コイルと検査対象である導体とを相対的に移動させる搬送方向における欠陥の位置または長さについては検出できたが、導体の周方向における欠陥の位置または長さについては検出できなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、導体の周方向における欠陥の位置または長さを適切に検出することができる渦流探傷装置を提供することにある。

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明は、検査対象である導体の搬送路に沿って同軸に且つ離間して配置された一対の検出コイルと、前記一対の検出コイルの各検出コイルによりブリッジの二辺が構成され、前記ブリッジの平衡が崩れたか否かを示す検出信号を出力する交流ブリッジ回路を含む検出部と、を備え、前記一対の検出コイルは、当該一対の検出コイルの前記搬送路側を向く面における周方向の一部に配置される電磁遮蔽体を有することを特徴とする渦流探傷装置である。

また、本発明の渦流探傷装置は、前記検出部において、複数の前記交流ブリッジ回路、を備え、複数の前記交流ブリッジ回路は、搬送路方向の異なる位置に配置され、複数の前記交流ブリッジ回路それぞれの一対の検出コイルが有する前記電磁遮蔽体は、互いに周方向の異なる位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明の渦流探傷装置は、前記検出部において、複数の前記交流ブリッジ回路それぞれの一対の検出コイルが有する前記電磁遮蔽体は、前記搬送路側を向く面の全周にわたって互いに周方向の異なる位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明の渦流探傷装置は、前記検出部において、前記交流ブリッジ回路から出力された前記検出信号と、前記電磁遮蔽体が配置されている周方向の位置とに基づいて、前記検査対象の周方向における前記欠陥の位置を検出することを特徴とする。

また、本発明の渦流探傷装置は、前記検出部において、前記交流ブリッジ回路から出力された前記検出信号と、前記電磁遮蔽体が配置されている周方向の位置とに基づいて、前記検査対象の周方向における前記欠陥の長さを検出することを特徴とする。

また、本発明の渦流探傷装置において、前記一対の検出コイルの各検出コイルには、互いに異なる位相の交流電流が供給されることを特徴とする。

また、本発明の渦流探傷装置は、前記検出部において、前記一対の検出コイルである第１の検出コイルと第２の検出コイルとにより前記ブリッジの二辺が構成される前記交流ブリッジ回路に対して所定の周波数の交流電流を供給する電源部と、前記電源部から前記交流ブリッジ回路に供給された交流電流に対して、前記第２の検出コイルに供給する交流電流の位相を変更する第１の位相器と、前記交流ブリッジ回路の前記検出信号として出力される、前記第１の検出コイルのインダクタンスの変化に応じて出力される第１の出力信号と前記第２の検出コイルのインダクタンスの変化に応じて出力される第２の出力信号との内、前記第１の出力信号の位相を変更する第２の位相器と、を備え、前記第１の位相器の位相の変更量と前記第２の位相器の位相の変更量とが同じ変更量であることを特徴とする。

この発明によれば、検査対象である導体の周方向における欠陥の位置または長さを適切に検出することができる。

渦流探傷装置の構成の一例を示す概略ブロック図である。 本発明の一実施形態による渦流探傷装置の構成を示す概略ブロック図である。 検出コイルに配置される電磁遮蔽体の構成の一例を示す模式図である。 交流ブリッジ回路により検出された出力の位相を説明するための図である。 本実施形態の交流ブリッジ回路の構成の一例を示す概略ブロック図である。 インナープローブ型の渦流探傷装置のプローブ１０Ａの一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に用いられる渦流探傷装置の構成の一例を示す概略ブロック図である。
まず、図１を用いて、渦流探傷装置が検査対象である導体２００の傷、異物等による欠陥を検出する方法についての概要を説明する。

検査対象である導体２００の搬送路２５０に沿って同軸に且つ離間して一対の検出コイルが配置されている。例えば、一対の検出コイルＬ１,Ｌ２は、検査対象である導体２００の搬送路２５０に沿って、この導体２００と一定の間隔を有して非接触且つ同軸に配置されている。また、一対の検出コイルＬ１,Ｌ２は、搬送路２５０に沿って同軸に且つ搬送路２５０に沿った方向に離間して配置されている。検出コイルＬ１,Ｌ２が交流ブリッジ回路３のブリッジの二辺として結線され、抗抵Ｒ１,Ｒ２がブリッジの他方の二辺として結線されている。交流電源３１から交流ブリッジ回路３に交流電流が供給され、検出コイルＬ１,Ｌ２に交流電流が流れると、電磁誘導によって導体２００に渦電流（誘導電流）が生じる。

そして、検出コイルＬ１,Ｌ２の中を通過している導体２００に欠陥がない場合は、検出コイルＬ１と抵抗Ｒ１との接続点に接続されている端子Ｋ１と、検出コイルＬ２と抵抗Ｒ２との接続点に接続されている端子Ｋ２間との出力信号がゼロバランスとなるように調整されている。一方、検出コイルＬ１,Ｌ２の中を導体２００の欠陥が通過した場合、導体２００に生じる渦電流が変化し、検出コイルＬ１,Ｌ２のインダクタンスが相対変化して差が生じ、交流ブリッジ回路３のブリッジの平衡が崩れて端子Ｋ１，Ｋ２間の出力信号に差が生じる。よって、渦流探傷装置は、端子Ｋ１，Ｋ２間の出力信号、すなわちブリッジの平衡が崩れたか否かを示す検出信号に基づいて導体２００の傷、異物等の欠陥を検出する。

なお、検出コイルＬ１,Ｌ２は、図１に示す矢印の向きのように、生じる磁界の向きが逆相となるように差動接続されている。一般的に、磁界の向きが同相となるように和動接続されるよりも、差動接続される方が好ましいことが知られている。例えば、差動接続の場合は、検出コイルＬ１,Ｌ２の内部で導体２００が偏心する、または、導体２００の組成が変化する、等により検出コイルＬ１,Ｌ２にノイズ信号が生じたとしても、これらのノイズ信号が互いに相殺しあい、出力信号のノイズ成分を低減してＳＮ比を高めることが可能である。なお、本実施形態においては、差動接続である場合を例としているが、和動接続である場合としても同様に適応できる。なお、図１の検出コイルＬ１と検出コイルＬ２との接続点はＧＮＤ（グランド）に接続されて接地される構成としてもよい。

図２は、本発明の一実施形態による渦流探傷装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図２に示す渦流探傷装置１００は、図１に示す一対の検出コイルＬ１,Ｌ２を有する交流ブリッジ回路３と同様な回路として符号Ａ、符号Ｂ、符号Ｃ、及び、符号Ｄに示す４つの交流ブリッジ回路３Ａ〜３Ｄを備えている例である。以下、符号Ａ、符号Ｂ、符号Ｃ、及び、符号Ｄに示す４つの交流ブリッジ回路３Ａ〜３Ｄを、それぞれ第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄとする。

渦流探傷装置１００は、検出部１０、制御部２０、及び電源部３０を備えている。
検出部１０は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄを備えている。第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄは、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａ、検出コイルＬ１Ｂ,Ｌ２Ｂ、検出コイルＬ１Ｃ,Ｌ２Ｃ、及び検出コイルＬ１Ｄ,Ｌ２Ｄをそれぞれ一対の検出コイルとして有するそれぞれに対応する交流ブリッジ回路３Ａ〜３Ｄを有している。また、それぞれ対となる検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａ〜検出コイルＬ１Ｄ,Ｌ２Ｄは、検査対象である導体２００の搬送路２５０に沿って同軸に且つ離間して配置されている。なお、導体２００は、例えば銅線、鉄線、または鋼線等の円柱状の金属材である。

また、検出部１０は、欠陥検出部１１を備えており、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄから出力されるそれぞれの検出信号が入力される。そして、欠陥検出部１１は、入力された検出信号に基づいて、検査対象である導体２００の表面に欠陥があるか否かを検出する。

また、欠陥検出部１１は、導体２００の周方向（例えば、円柱状の導体２００の円周方向）における欠陥の位置または長さを検出する。この円周方向における欠陥の位置または長さは、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄがそれぞれ有する電磁遮蔽体の位置に基づいて欠陥検出部１１が検出するものであり、図３を用いて後述する。

制御部２０は、渦流探傷装置１００が備えている各部を制御する。例えば、検出部１０の検出結果を表示部（不図示）に表示する制御、または外部に接続された表示装置やプリンター等に出力する制御をする。電源部３０は、例えば、商用交流電源から入力された電力を、渦流探傷装置１００が備えている各部を駆動するための電圧または電流に変換して供給する。

次に、本実施形態の渦流探傷装置１００が、導体２００の円周方向における欠陥の位置または長さを検出する処理について、図３を用いて説明する。
図３は、検出コイルに配置される電磁遮蔽体の構成の一例を示す模式図である。渦流探傷装置１００の一対の検出コイルそれぞれは、搬送路２５０側を向く面の円周方向（すなわち、一対の検出コイルの内側の円周方向）の一部に配置されている電磁遮蔽体をそれぞれ有している。また、これらの電磁遮蔽体は、それぞれの検出コイルの搬送路２５０方向の幅に対応した長さ（例えば、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａの幅の長さと同じ長さ）を有している。

図３（ａ）は、搬送路２５０方向に沿った断面に対する透視図であって、導体２００、電磁遮蔽体５１〜５４、絶縁体６１,６２、及び検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａ〜Ｌ１Ｄ,Ｌ２Ｄの構成を示す模式図である。また、図３（ｂ）は、搬送路２５０方向に直交する断面における、導体２００、電磁遮蔽体５１〜５４、及び絶縁体６１,６２の構成を示す模式図である。ここで、図３（ｂ）においては、図３（ａ）に示す検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａ〜Ｌ１Ｄ,Ｌ２Ｄの図示を省略している。

例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄの有する一対の検出コイルそれぞれは、絶縁体６１と及び絶縁体６２との間に挾持されて互いに円周方向の異なる位置に配置されている電磁遮蔽体５１〜５４を、それぞれ一対の検出コイルの内側に有している。電磁遮蔽体５１〜５４は、例えば、銅箔シートであり、電磁界を遮蔽する作用を持つ材料により構成されるものである。

そして、一対の検出コイルそれぞれに配置されている電磁遮蔽体５１〜５４は、一対の検出コイルの内側の全周にわたって互いに円周方向の異なる位置に配置されている。例えば、第１の検出回路Ａには、中心角が０°〜９０°となる円周方向の区間にわたって、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａの搬送路２５０方向の幅に対応した長さ（例えば、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａの幅の長さと同じ長さ）の電磁遮蔽体５１が配置されている。第２の検出回路Ｂには、中心角が９０°〜１８０°となる円周方向の区間にわたって、検出コイルＬ１Ｂ,Ｌ２Ｂの搬送路２５０方向の幅に対応した長さ（例えば、検出コイルＬ１Ｂ,Ｌ２Ｂの幅の長さと同じ長さ）の電磁遮蔽体５２が配置されている。第３の検出回路Ｃには、中心角が１８０°〜２７０°となる円周方向の区間にわたって、検出コイルＬ１Ｃ,Ｌ２Ｃの搬送路２５０方向の幅に対応した長さ（例えば、検出コイルＬ１Ｃ,Ｌ２Ｃの幅の長さと同じ長さ）の電磁遮蔽体５３が配置されている。第４の検出回路Ｄには、中心角が２７０°〜３６０°（０°）となる円周方向の区間にわたって、検出コイルＬ１Ｄ,Ｌ２Ｄの搬送路２５０方向の幅に対応した長さ（例えば、検出コイルＬ１Ｄ,Ｌ２Ｄの幅の長さと同じ長さ）の電磁遮蔽体５４が配置されている。

図３（ｃ）は、円柱状である導体２００を平面に展開した図であり、導体２００の円周方向の各区間と電磁遮蔽体５１〜５４の位置との対応を示す図である。この図に示すように、第１の検出回路Ａは、導体２００の中心角が０°〜９０°となる円周方向の区間においては、電磁遮蔽体５１があることにより電磁誘導が生じないため、導体２００に欠陥があったとしても欠陥を検出しない。同様に、第２の検出回路Ｂは導体２００の中心角が９０°〜１８０°となる円周方向の区間、第３の検出回路Ｃは導体２００の中心角が１８０°〜２７０°となる円周方向の区間、第４の検出回路Ｄは導体２００の中心角が２７０°〜３６０°（０°）となる円周方向の区間においては、導体２００に欠陥があったとしても欠陥を検出しない。このように、それぞれの検出回路が、導体２００の円周方向における異なる区間において導体２００に欠陥があったとしても欠陥を検出しない区間がある。これを利用して、欠陥検出部１１は、導体２００の円周方向における欠陥の位置または長さを検出する。

例えば、図３（ｃ）に示す傷（欠陥）２１１は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、及び第４の検出回路Ｄにおいては検出されるが、第３の検出回路Ｃにおいては検出されない。よって、欠陥検出部１１は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄから出力される検出信号それぞれに基づいて、傷（欠陥）２１１を検出するとともに、傷（欠陥）２１１が導体２００の中心角が１８０°〜２７０°となる円周方向の区間の位置にあることを検出することができる。

また、図３（ｃ）に示す傷（欠陥）２１２は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄの全てにおいて検出される。よって、欠陥検出部１１は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄから出力される検出信号それぞれに基づいて、傷（欠陥）２１２を検出するとともに、傷（欠陥）２１２が導体２００の円周方向の４つの区間全ての位置にある、すなわち、導体２００の全周にわったて発生している長さの傷（欠陥）であることを検出することができる。

以上のように、渦流探傷装置１００は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄから出力された検出信号に基づいて、検査対象である導体２００の表面に欠陥があるか否かを検出するとともに、当該検出信号と電磁遮蔽体５１〜５４が配置されている位置とに基づいて、導体２００の円周方向における欠陥の位置を検出することができる。また、渦流探傷装置１００は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄから出力された検出信号に基づいて、検査対象である導体２００の表面に欠陥があるか否かを検出するとともに、当該検出信号と電磁遮蔽体５１〜５４が配置されている位置とに基づいて、導体２００の円周方向における欠陥の長さ（例えば、欠陥が全周にわたって生じているか否か）を検出することができる。よって、渦流探傷装置１００は、検査対象である導体２００円周方向（周方向）における欠陥の位置または長さを適切に検出することができる。

なお、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄの搬送路２５０方向の位置が互いに異なることにより、導体２００の欠陥がそれぞれの検出回路を通過する時刻が互いに異なる。そのため、それぞれの検出回路が同じ欠陥を検出する際の時刻も互いに異なることになる。よって、それぞれの検出回路において検出される時刻の差が欠陥の位置に影響しないように（同じ欠陥は同じ欠陥として検出されるように）、例えば、制御部２０は、導体２００の走行速度が所定の速度より遅い場合には、検出しないようにする。この所定の速度は、上述の検出される時刻の差に応じた欠陥の位置の差が許容誤差となるような速度であって、検出コイルの大きさ、各検出回路（検出コイル）の間隔、及び検出対象となる欠陥の大きさ等により設定される速度である。
また、制御部２０は、検出部１０において導体２００の搬送路２５０方向の相対位置が検出できるように、導体２００の走行開始タイミングや走行速度等を検出部１０に出力してもよい。これにより、検出部１０は、制御部２０から入力された導体２００の走行開始タイミングや走行速度等に基づいて、それぞれの検出回路を通過する時刻の差により生じる欠陥の位置の差を補正してもよい。

次に、本実施形態において、一対の検出コイルの各検出コイルに供給される交流電源の位相を互いに異なる位相とする場合の構成について、図４及び図５を用いて説明する。なお、ここでは、第１の検出回路Ａ（検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａを有する交流ブリッジ回路３Ａ）を例として説明するが、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄの構成も同様である。

第１の検出回路Ａにより検出される出力には、交流電源を使用しているため電流変化と位相変化が現れる。また、検出される出力には、コイルを用いて検出しているため、コイルのインダクタンスの変化に応じた変化量の電流変化値と位相変化値が現れる。また、第１の検出回路Ａは、導体２００に欠陥があると、その欠陥に応じた電流変化値と位相変化値を検出するが、電磁遮蔽体５１のガタ等による影響に応じたノイズ信号の電流変化値と位相変化値も同様に検出する。

図４は、第１の検出回路Ａ（交流ブリッジ回路３Ａ）により検出された出力の位相を説明するための図である。この図は、第１の検出回路Ａにより検出されたノイズ成分Ｎと欠陥信号成分ＳとをＸ−Ｙ軸上に示すリサージュ波形である。この図に示すように、第１の検出回路Ａにおいて、電磁遮蔽体５１のガタ等による影響で生じるノイズ成分Ｎと導体２００の欠陥により生じる欠陥信号成分Ｓとは、同位相の信号となる。また、電磁遮蔽体５１のガタ等による影響で生じるノイズ成分Ｎと導体２００の欠陥により生じる欠陥信号成分Ｓとは、供給される交流電流の周波数に応じた同じ周波数の信号となる。よって、第１の検出回路Ａにより検出されたノイズ成分Ｎと欠陥信号成分Ｓとの判別が困難であり検出精度が低下する場合がある。そのため、第１の検出回路Ａは、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａに供給される交流電流の位相を互いに異なる位相とすることにより、欠陥信号成分Ｓの位相を角度θずらした欠陥信号成分Ｓ’として検出する。これにより、第１の検出回路Ａにより検出されたノイズ成分Ｎと欠陥信号成分Ｓ’とを分離して判別できるようにする。

なお、この欠陥信号成分Ｓの位相をずらすための位相の変更量である角度θは、検出された信号のノイズ成分Ｎと欠陥信号成分Ｓとを分離するためにノイズ成分Ｎの位相から欠陥信号成分Ｓの位相をずらす量として予め設定された変更量である。例えば、角度θは、−２０°に設定されている。

図５は、本実施形態の交流ブリッジ回路の構成の一例を示す概略ブロック図である。この図を用いて、第１の検出回路Ａにおいて位相をずらして欠陥を検出する回路の構成について説明する。ここで、図５の検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａは、図１の検出コイルＬ１,Ｌ２と対応しており、図５の抵抗Ｒ１Ａ,Ｒ２Ａは、図１の抵抗Ｒ１,Ｒ２と対応している。また、図１において、交流電源３１から交流ブリッジ回路３に交流電流を供給する構成としているが、図５においては、交流電源３１に代えて発振器３１Ａを用いる構成としている。

第１の検出回路Ａ（交流ブリッジ回路３Ａ）は、一対の検出コイルＬ１Ａ（第１の検出コイル）と検出コイルＬ２Ａ（第２の検出コイル）とがブリッジの二辺として結線され、抗抵Ｒ１Ａ,Ｒ２Ａがブリッジの他方の二辺として結線されている平衡回路（ブリッジ回路）を有している。そして、検出コイルＬ１Ａ, Ｌ２Ａは、生じる磁界が互いに逆相となるように差動接続されている。発振器３１Ａは、一定の周波数のｓｉｎ波の発振信号（交流電流）を発生して、増幅器３２と位相器３３とに交流電流として供給する。増幅器３２の出力端子は抵抗Ｒ１Ａの一端に接続されており、抵抗Ｒ１Ａの他端は検出コイルＬ１Ａの一端に接続されている。増幅器３２は、発振器３１Ａから供給された交流電流を増幅して、抵抗Ｒ１Ａを介して検出コイルＬ１Ａに供給する。

位相器３３（第１の位相器）は、発振器３１Ａから供給された交流電流に対して、検出コイルＬ２Ａに供給する交流電流の位相を変更する。例えば、位相器３３は、発振器３１Ａから供給された交流電流の位相の角度を変更可能であるとともに、増幅器の機能も有している。位相器３３の出力端子は抵抗Ｒ２Ａの一端に接続されており、抵抗Ｒ２Ａの他端は検出コイルＬ２Ａの一端に接続されている。位相器３３は、供給された交流電流の位相を変更し且つ増幅した交流電流を、抵抗Ｒ２Ａを介して検出コイルＬ２Ａに供給する。

また、抵抗Ｒ１Ａと検出コイルＬ１Ａとの接続点は、位相器３４（第２の位相器）を介して差動増幅器３８の一方の入力端子に接続されている。抵抗Ｒ２Ａと検出コイルＬ２Ａとの接続点は、差動増幅器３８の他方の入力端子に接続されている。
なお、検出コイルＬ１Ａと検出コイルＬ２Ａとの接続点は、発振器３１ＡのＧＮＤ（グランド）に接続されている。

位相器３４は、位相器３３と同様に、入力された信号の位相の角度を変更可能であり、検出コイルＬ１Ａのインダクタンスの変化に応じて出力される第１の出力信号３５（抵抗Ｒ１Ａと検出コイルＬ１Ａとの接続点の出力信号）と検出コイルＬ２Ａのインダクタンスの変化に応じて出力される第２の出力信号３６（抵抗Ｒ２Ａと検出コイルＬ２Ａとの接続点の出力信号）との内、第１の出力信号３５の位相を変更する。ここで、第１の出力信号３５は図１の端子Ｋ１の出力信号に対応しており、第２の出力信号３６は図１の端子Ｋ２の出力信号に対応している。

なお、位相器３３の位相の変更量と位相器３４の位相の変更量とが同じ変更量になるように設定されている。位相器３３及び位相器３４の位相の変更量は、図４に示す角度θに対応するものであり、ノイズ成分Ｎと欠陥信号成分Ｓ’とを分離して判別できるようにするための位相の変更量（例えば、「角度θ＝−２０°」の位相の変更量）である。

差動増幅器３８は、位相器３４を介して入力された第１の出力信号３５と、第２の出力信号３６との差分を抽出して増幅した検出信号を端子３９に出力する。つまり、差動増幅器３８は、検出コイルＬ１Ａのインダクタンスの変化に応じた出力と検出コイルＬ２Ａのインダクタンスの変化に応じた出力との差分を抽出する。例えば、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａの中を通過している導体２００に欠陥がない場合、検出コイルＬ１Ａのインダクタンスの変化に応じた出力と検出コイルＬ２Ａのインダクタンスの変化に応じた出力とがゼロバランス（平衡）となり、差動増幅器３８は、差分がない平衡状態であることを示す検出信号を出力する。一方、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａの中を導体２００の欠陥が通過した場合、検出コイルＬ１Ａのインダクタンスの変化に応じた出力と検出コイルＬ２Ａのインダクタンスの変化に応じた出力とに差が生じて、差動増幅器３８は、その差分を抽出して平衡が崩れたことを示す検出信号を出力する。
そして、差動増幅器３８から端子３９に出力された検出信号は、欠陥検出部１１に供給される。

このように、第１の検出回路Ａは、検出コイルＬ１Ａに供給される交流電流に対して、検出コイルＬ２Ａに供給する交流電流の位相をずらすことにより、検出されたノイズ成分Ｎと欠陥信号成分Ｓ’とを分離して適切に判別することができる。よって、第１の検出回路Ａは、導体２００の欠陥を精度よく検出することができる。また、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄも第１の検出回路Ａも同様の構成とすることにより、導体２００の欠陥を精度よく検出することができる。これにより、欠陥検出部１１は、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄそれぞれにおいて検出された結果に基づいて、導体２００の欠陥を検出するとともに、導体２００の円周方向（周方向）における欠陥の位置または長さを適切に検出することができる。

以上のように、本実施形態の渦流探傷装置１００は、導体２００の欠陥を検出するとともに、導体２００の欠陥の位置または長さを適切に検出することができる。例えば、渦流探傷装置１００は、導体２００の円周方向（周方向）における欠陥の位置を検出することができる。また、渦流探傷装置１００は、導体２００の円周方向（周方向）における欠陥の長さ（例えば、欠陥が全周にわたって生じているか否か）を検出することができる。なお、渦流探傷装置１００は、導体２００の欠陥の搬送路２５０方向における欠陥の位置または長さを、導体２００の走行開始タイミングや走行速度等に基づいて検出することができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
例えば、上記実施形態において、検査対象である導体２００を検出コイルの中に貫通させて導体２００の外周面の欠陥を検出する渦流探傷装置１００（貫通型の渦流探傷装置）の構成について説明したが、渦流探傷装置１００は、管状の導体の内面の欠陥を検出するインナープローブ型（挿入型）の構成であってもよい。
図６にインナープローブ型（挿入型）の渦流探傷装置のプローブ１０Ａの一例を示す。この図において図３の各部に対応する部分には同一の符号を付けている。管状の導体２００Ａの中に挿入されているプローブ１０Ａは、検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａ〜Ｌ１Ｄ,Ｌ２Ｄの搬送路２５０Ａ側を向く面、すなわち、導体２００Ａの管の内側を向く面（検出コイルの外側を向く面）に電磁遮蔽体５１〜５４が配置されて構成されることにより、上述の実施形態と同様に、導体２００Ａの内面の周方向における欠陥の位置または長さを適切に検出することができる。

また、検査対象は、円柱状または管状の導体に限らず、例えば四角柱状の導体等であってもよい。渦流探傷装置１００は、検査対象の形状に応じて、検査対象と検出コイルとの間に電磁遮蔽体が配置される構成とすることにより、様々な形状の導体の周方向における欠陥の位置または長さを適切に検出することが可能である。また、検出コイルの巻き形状も円形に限られるものではなく、四角形等他の巻き形状であってもよい。

なお、従来、分割型の検出コイルを有する渦流探傷装置があるが、これは、検査対象の全周にわたって複数の（例えば、４つの）検出コイルが並べて配置されているものである。この分割型の検出コイルの場合では、コイルが配置される位置の制約から隣り合う検出コイルの間隔が広くなるため、周方向の分割された区間の境界付近における検出精度が低下してしまう。これに対して、本実施形態の渦流探傷装置１００は、周方向の区間毎に銅箔シート等による電磁遮蔽体を配置する構成のため、分割型においてコイルが配置される際に必要な間隔が不要であり、周方向の分割された境界付近の検出精度をよくすることができる。

なお、上記実施形態の電磁遮蔽体５１〜５４は、周方向の互いの位置をオーバーラップさせるような大きさまたは形状により、各検出コイルに配置されてもよい。これにより、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄは、それぞれに配置されている電磁遮蔽体５１〜５４の互いに間となる位置において、検出されないはずの欠陥が誤検出されてしまうことを低減することができる。なお、このオーバーラップ量を大きくしすぎると、電磁遮蔽体５１〜５４の互いに間となる位置において、検出されるべき欠陥が検出回路において検出されないことが生じる場合があるため、この電磁遮蔽体５１〜５４のオーバーラップ量は、検査対象の材料の種類や厚さ、または検出コイルにおいて生じる磁界の強さ等によって適切に設定されることが望ましい。具体的には、オーバーラップ量として、オーバーラップする角度が２°から１５°が望ましい。

また、一対の検出コイルに配置される電磁遮蔽体は、例えば、検査対象の全周に対して５０％未満の周方向の区間の長さ（例えば、中心角が０°〜１８０°となる円周方向の区間の長さ未満の長さ）を遮蔽する大きさに制限され事が望ましい。これは、一対の検出コイルにおいて、５０％以上の周方向の区間が遮蔽された場合、検出コイルの検出感度が低下する場合があるためである。

なお、図２及び図３を用いて、渦流探傷装置１００が検査対象の全周を４分割した区間毎に電磁遮蔽体をそれぞれ有する４つの検出回路（一対の検出コイルをそれぞれ有する４つの検出回路）を備える構成について説明したが、これに限られるものではない。例えば、渦流探傷装置１００は、検査対象の全周を５分割、６分割、またはそれ以上の分割数により分割した区間毎に、電磁遮蔽体をそれぞれ有する分割数に対応した数の検出回路を備える構成としてもよい。この場合、渦流探傷装置１００は、分割数を多くすることにより欠陥の位置をより詳細に検出することができる。また、渦流探傷装置１００は、欠陥の位置をより詳細に検出する必要がない場合は、分割数を少なくして検出回路の数を減らすことにより簡略な構成としてもよい。

また、渦流探傷装置１００は、検査対象の全周にわたって互いに周方向の異なる位置に複数の検出回路のそれぞれが有する電磁遮蔽体が配置される構成とすることに限られるものではない。例えば、渦流探傷装置１００は、検査対象の全周のうち一部の区間における欠陥の位置を検出する必要がある場合、当該一部の区間を分割した区間に複数の検出回路のそれぞれが有する電磁遮蔽体が配置される構成としてもよい。また、渦流探傷装置１００は、検査対象の全周のうち一部の区間に対して欠陥があるか否かを検出する場合、当該一部の区間に電磁遮蔽体を有する検出回路と電磁遮蔽体を有さない検出回路とを備える構成としてもよい。

また、渦流探傷装置１００は、全周のうち一部の区間に電磁遮蔽体を有する１つの検出回路を備えている場合、検査対象と電磁遮蔽体との回転位置を相対的に回転させ、所定の回転位置毎に検出された結果に基づいて、検査対象の周方向における欠陥の位置または長さを検出してもよい。

なお、上記実施形態において、電磁遮蔽体５１〜５４がそれぞれ一対の検出コイルの搬送路２５０方向における幅の長さと同じ長さである場合を例として説明したが、これに限られるものではない。電磁遮蔽体５１〜５４の搬送路２５０方向における幅の長さは、それぞれ一対の検出コイルの幅の長さよりも短い構成としても長い構成としてもよい。この電磁遮蔽体５１〜５４の搬送路２５０方向における幅の長さは、検査対象の材料の種類や厚さ、それぞれ一対の検出コイルの配置間隔、または、当該検出コイルにおいて生じる磁界の強さ等によって適切に設定されることが望ましい。

また、電磁遮蔽体５１〜５４は、搬送路２５０方向における幅の長さがそれぞれ一対の検出コイルの各検出コイルの幅に対応した長さに分割された形状であってもよい。例えば、電磁遮蔽体５１は、搬送路２５０方向の幅の長さが２つに分割された形状であり、分割されたそれぞれの電磁遮蔽体が検出コイルＬ１Ａ,Ｌ２Ａのそれぞれに対応した位置に配置されている構成であってもよい。

なお、交流ブリッジ回路３Ａ〜３Ｄにおけるブリッジ回路に交流電流を供給する交流電源として、交流電源３１、または、発振器３１Ａ、増幅器３２、若しくは位相器３３が、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄそれぞれに備えられていてもよいし、第１の検出回路Ａ、第２の検出回路Ｂ、第３の検出回路Ｃ、及び第４の検出回路Ｄそれぞれに交流電流を供給する１つまたは１組の交流電源が、検出部１０に備えられていてもよい。

なお、上記実施形態において、渦流探傷装置１００が一対の検出コイルの各検出コイルに供給される交流電源の位相を互いに異なる位相とすることにより、ノイズ成分と欠陥信号成分とを分離して判別できるようにする例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、渦流探傷装置１００は、回転移相型の渦流探傷装置であってもよく、欠陥信号成分の位相を変更して検出することによりノイズ成分と欠陥信号成分とを分離して判別してもよい。なお、回転移相型の渦流探傷装置は、例えば、引用文献１に記載されている構成のものである。

なお、図２における欠陥検出部１１は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、上述の欠陥検出部１１の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

また、図２における欠陥検出部１１の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の欠陥検出部１１の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

３（３Ａ〜３Ｄ）・・・交流ブリッジ回路、１０・・・検出部、３１・・・交流電源、３１Ａ・・・発振器、３３・・・位相期（第１の位相器）、３４・・・位相器（第２の位相器）、５１〜５４・・・電磁遮蔽体、１００・・・渦流探傷装置、２００・・・導体、２５０・・・搬送路、Ｌ１（Ｌ１Ａ〜Ｌ１Ｄ）,Ｌ２（Ｌ２Ａ〜Ｌ２Ｄ）・・・検出コイル

Claims (7)

1. 検査対象である導体の搬送路に沿って同軸に且つ離間して配置された一対の検出コイルと、
   前記一対の検出コイルの各検出コイルによりブリッジの二辺が構成され、前記ブリッジの平衡が崩れたか否かを示す検出信号を出力する交流ブリッジ回路を含む検出部と、
   を備え、
   前記一対の検出コイルは、当該一対の検出コイルの前記搬送路側を向く面における周方向の一部に配置される電磁遮蔽体を有する
   ことを特徴とする渦流探傷装置。
2. 前記検出部は、
   複数の前記交流ブリッジ回路、
   を備え、
   複数の前記交流ブリッジ回路は、搬送路方向の異なる位置に配置され、
   複数の前記交流ブリッジ回路それぞれの一対の検出コイルが有する前記電磁遮蔽体は、
   互いに周方向の異なる位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の渦流探傷装置。
3. 複数の前記交流ブリッジ回路それぞれの一対の検出コイルが有する前記電磁遮蔽体は、
   前記搬送路側を向く面の全周にわたって互いに周方向の異なる位置に配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載の渦流探傷装置。
4. 前記検出部は、
   前記交流ブリッジ回路から出力された前記検出信号と、前記電磁遮蔽体が配置されている周方向の位置とに基づいて、前記検査対象の周方向における前記欠陥の位置を検出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の渦流探傷装置。
5. 前記検出部は、
   前記交流ブリッジ回路から出力された前記検出信号と、前記電磁遮蔽体が配置されている周方向の位置とに基づいて、前記検査対象の周方向における前記欠陥の長さを検出する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の渦流探傷装置。
6. 前記一対の検出コイルの各検出コイルには、互いに異なる位相の交流電流が供給される
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の渦流探傷装置。
7. 前記一対の検出コイルである第１の検出コイルと第２の検出コイルとにより前記ブリッジの二辺が構成される前記交流ブリッジ回路に対して所定の周波数の交流電流を供給する電源部と、
   前記電源部から前記交流ブリッジ回路に供給された交流電流に対して、前記第２の検出コイルに供給する交流電流の位相を変更する第１の位相器と、
   前記交流ブリッジ回路の前記検出信号として出力される、前記第１の検出コイルのインダクタンスの変化に応じて出力される第１の出力信号と前記第２の検出コイルのインダクタンスの変化に応じて出力される第２の出力信号との内、前記第１の出力信号の位相を変更する第２の位相器と、
   を備え、
   前記第１の位相器の位相の変更量と前記第２の位相器の位相の変更量とが同じ変更量である
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の渦流探傷装置。

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