JP2606043Y2 - 渦電流探傷装置 - Google Patents

渦電流探傷装置

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JP2606043Y2
JP2606043Y2 JP1993061257U JP6125793U JP2606043Y2 JP 2606043 Y2 JP2606043 Y2 JP 2606043Y2 JP 1993061257 U JP1993061257 U JP 1993061257U JP 6125793 U JP6125793 U JP 6125793U JP 2606043 Y2 JP2606043 Y2 JP 2606043Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、金属平板等の金属物体
中の健全性を確認する際に使用される直交磁界型の渦電
流探傷装置に関する。
【0002】
【従来の技術】金属平板等を探傷する渦電流探傷装置の
従来の構成を図5、及び図6を参照して説明する。金属
物体中の欠陥の有無を判定し、その健全性を確認するた
めに使用されるこの渦電流探傷装置は、図5に示すよう
に、励磁コイル101、検出コイル102、磁心103
等で構成される探傷子100、画面121を有する探傷
器120、及び探傷子100と探傷器120との間を接
続する接続ケーブル130等により構成される。
【0003】この種、渦電流探傷装置に於ける探傷子1
00、及び探傷器120の電気的接続状態及び磁界状態
を図6に示す。図5、及び図6に於いて、110は検査
の対象となる被検体金属、111は被検体金属中の欠陥
である。131は励磁コイル101が発生する磁界、1
32は励磁コイルが発生する磁界によって生じる金属体
中を流れる渦電流、133は渦電流132によって発生
する磁界である。141は探傷器120が内蔵する発振
器である。
【0004】探傷子100の励磁コイル101には、接
続ケーブル130を介して、探傷器120に内蔵された
発振器141から、一定の大きさ(振幅)、一定周波数
の交流電流が流される。
【0005】励磁コイル101に交流の電流が流れるこ
とによって、励磁コイル101から磁界131が発生す
る。この磁界131は検出コイル102、及び被検体金
属110と鎖交するので、被検体金属110に渦電流1
32が発生する。
【0006】この渦電流132は、被検体金属110が
健全な場合(即ち欠陥がないとき)励磁コイル101と
同心円状に発生する。この渦電流132によっても磁界
133が発生し、この磁界133も励磁コイル101と
鎖交する。
【0007】これらの交流の磁界131、及び133
が、励磁コイル101と鎖交することによって、励磁コ
イル101に交流の電圧が誘起する。被検体金属110
に欠陥111が発生する場合、渦電流132の流れ方
が、欠陥のない場合に比べて変化する。このとき渦電流
132が発生する。磁界133も欠陥のない場合に比べ
て変化するため、励磁コイル101に誘起する電圧も変
化し、この電圧の変化を探傷器120の画面121にて
観察し、欠陥の有無を判断する。
【0008】実際に適用される場合、探傷子100を被
検体金属110に沿って移動させながら、このときの探
傷器120の画面121の検出コイル102の誘起電圧
波形123を観察する。
【0009】また、この探傷器120は、探傷子100
が被検体金属110の健全な部分(欠陥111の無い部
分)に置かれたときの誘起電圧を小さくする補正の機能
を有しており、欠陥111の無い部分では、探傷器12
0の画面121の各部の波形が図7のようになる。
【0010】図7に於いて、121及び122はそれぞ
れ図5と同様であり、124は欠陥が無い場合の検出コ
イル102の誘起電圧を、上記の補正をして示したもの
であり、図のように欠陥のない場合では、検出コイル1
02の誘起電圧は、小さな振れ幅で表われる。
【0011】図8は、欠陥のある場合の各波形を示した
ものであり、図中の121、及び122は、それぞれ図
5及び図7と同様である。図8の125は欠陥が有する
場合の検出コイル102の誘起電圧であり、この電圧は
欠陥のない場合に、振れ幅を小さくする前述の補正がか
かっているため、欠陥がある場合には、大きな振れ幅と
なって表われる。
【0012】従って、探傷子100を被検体金属110
の上で、移動させながら、探傷器120の画面121を
観察することによって、欠陥の有無を判断でき、被検体
金属の健全性を知ることができる。
【0013】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の探傷装置に於いては、被検体金属中の渦電流が
探傷子の励磁コイルと同心円状に流れるため、欠陥の方
向とは無関係に発生し、欠陥の方向が分からないという
問題点があった。
【0014】本考案は上記実情に鑑みなされたもので、
磁界の方向と欠陥の方向の間の一定の関係を利用して、
欠陥の方向を判定することのできる直交磁界型の渦電流
探傷装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本考案は、渦電流探傷装
置に於いて、十字形の胴部及び4本の脚部を有する磁心
と、この磁心の4本の各脚部に対応して十字形の胴部に
設けられた4個の励磁コイルと、上記磁心の4本の各脚
部にそれぞれ設けられた4個の検出コイルと、上記各励
磁コイルに検出用の交流電流を流す手段と、上記各励磁
コイルのうち、対向する一対の励磁コイルを組にして各
組の励磁コイルに交互に直流電流を流す手段とを備え
て、上記直流電流を流したときに発生する磁界により上
記磁心を磁気飽和させて,欠陥検出用の磁界の方向を強
制的に所定の方向にさせ、直流電流による磁心の透磁率
の低下を、交流磁界の方向の制御に利用して、磁界の方
向をより限定させたことを特徴とする。
【0016】
【作用】本考案による渦電流探傷装置は、上記のように
構成されているので、被検体金属と鎖交する磁界が、ス
イッチの作動と電源の作動によって、各期間毎に直交す
る方向に発生する。検出コイルに誘起する電圧は、金属
中の渦電流が欠陥によって妨げられる程度によって左右
され、渦電流が欠陥によって妨げられる程度は、磁界の
方向(渦電流の方向)と欠陥の方向によって変化する。
即ち4個の各励磁コイルに検出用の交流電流を流すとと
もに、上記各励磁コイルのうち、対向する一対の励磁コ
イルを組にして各組の励磁コイルに交互に直流電流を流
し、直流電流を流したときに発生する磁界により、当該
コイルを巻装した磁心を磁気飽和させ,欠陥検出用の磁
界の方向を強制的に所定の方向に切り替えることによっ
て、直流電流による磁心の透磁率の低下を交流磁界の方
向の制御に利用し、磁界の方向を更に限定し得るように
して、検出した欠陥の方向をより正確に把握できるよう
にしたものである。
【0017】従って、各期間毎に直交した磁界を発生さ
せ、その各期間毎の検出コイルに誘起する電圧の合計を
観察し、各期間毎の誘起電圧を対比することによって欠
陥の方向を感知できることになる。
【0018】
【実施例】本考案の実施例を図1乃至図4を参照して説
明する。図中、1は十字形をなす探傷子の磁心である。
この磁心1は、磁界を効率よく発生し、かつ磁界を効率
よく検出するために、高透磁率材にて構成される。この
十字形の磁心1に、励磁コイル21〜24、及び検出コ
イル31〜34が巻き付けられる。
【0019】11,12,13,14はそれぞれ十字形
磁心の足(十字形磁心の一部をなす脚)であり、この足
(脚)11,12,13,14の部分が被検体金属に最
も接近した状態で使用される。
【0020】21,22,23,24はそれぞれ励磁コ
イルであり、探傷器50から交流電流が常に流され、ス
イッチによって、直流の電流が、励磁コイル(−a)2
1と、励磁コイル(−c)23、もしくは励磁コイル
(−b)22と、励磁コイル(−d)24に各期間毎に
1組となって流される。直流の電流が流されることによ
って、磁心1のその部分の透磁率が低下するため、その
部分につながった磁心1の足(脚)11−13、12−
14から出る磁界は減衰する。
【0021】直流の電流が流されない部分につながった
磁心の足からは、交流の磁界が発生し、この磁界が被検
体金属中に作用する。31,32,33,34はそれぞ
れ検出コイルであり、これら各検出コイル31,32,
33,34は、磁心1の足(脚)11,12,13,1
4に設けられており、磁心1の内部(検出コイルの内
部)の磁界によって電圧を誘起する。
【0022】41は探傷器50が発生する励磁電流であ
る。50は探傷器であり、励磁コイル21,22,2
3,24を励磁する交流の電圧を発生し、同コイル2
1,22,23,24に交流の電流を流すとともに、検
出コイル31,32,33,34に誘起する電圧を取り
込み、必要に応じて増幅し、画面に表示する等、必要な
機能を備えている。
【0023】51は探傷器50の画面であり、励磁コイ
ル21,22,23,24の励磁電流、検出コイル3
1,32,33,34の誘起電圧、及びスイッチ61の
動作状態を表示する。
【0024】53は探傷器50の画面51に表示された
検出コイルの誘起電圧波形であり、54は同様にスイッ
チ61の動作状態を示す電圧波形である。61はスイッ
チであり、2つの動作状態を持ち、1つの(第1の)動
作状態にて一列に並んだ(対向する)励磁コイル(−
a)21、励磁コイル(−c)23に直流電力を通電
し、他の1つの(第2の)動作状態にて、残る1組の並
んだ(対向する)励磁コイル(−b)22、励磁コイル
(−d)24に直流電流を通電する働きを有している。
【0025】62はスイッチ61を通じて、励磁コイル
21,22,23,24に直流電流を供給する直流電源
である。91,91はそれぞれリード線であり、各励磁
コイル21,22,23,24、及び各検出コイル3
1,32,33,34をスイッチ61に、また接続ケー
ブル130を通じて(介して)探傷器50に接続する。
130は接続ケーブルであり、探傷器50とスイッチ6
1、及び検出コイル31,32,33,34を接続す
る。
【0026】図2及び図3は、それぞれスイッチ61の
各動作状態に於ける磁界の方向を示しており、図2は励
磁コイル(−b)22、及び励磁コイル(−d)24に
直流電流を通電した場合、図3は励磁コイル(−a)2
1、及び励磁コイル(−c)23に直流電流を通電した
場合である。これら各図の97,99はそれぞれ被検体
金属に作用する磁界の方向を示している。
【0027】図2及び図3のように、スイッチ61の各
々の動作状態に於いて、直流電流が通電される部分の磁
心1の透磁率が低下するため、直流電流が通電されない
磁心1の両側の磁心1の足の間でしか磁界が発生しな
い。このため、各々の図の97,99の方向に磁界が発
生する。
【0028】4個の検出コイル31,32,33,34
はすべてが直列に接続され、これら4個の検出コイル3
1,32,33,34に誘起する電圧の合計を観察す
る。図4は欠陥の方向と探傷器表示波形の関係を示した
ものである。
【0029】被検体金属中に発生する渦電流の流れが欠
陥によって防害され、欠陥の存在による影響を最も大き
く受けるのは、欠陥の方向と磁界の方向が一致した場合
である。
【0030】図4では、欠陥の方向が磁界の方向97と
一致する例について示しており、磁界の方向が97にな
る期間では検出コイルに誘起する電圧は、欠陥による影
響を最も大きく受け、欠陥のない場合に比べて大きく変
化する。
【0031】他方、磁界の方向が99になる期間では、
欠陥による影響が極めて小さくなり、検出コイルの誘起
電圧は、欠陥のない場合とほとんど変化しない。この状
態を図4(b)に、探傷器50の表示画面51の形にて
示した。
【0032】この探傷器表示画面に於いて、期間Ta は
磁界の方向が矢印97になる期間であり、期間Tb は磁
界の方向が矢印99になる期間である。検出コイルの誘
起電圧は、欠陥のない場合を、最も小さくするように調
整して表示されるため、欠陥の方向と磁界の方向が図4
(a)のようになるとき、探傷器50の表示画面51上
では、この誘起電圧が、期間Ta にて振幅が大きくな
り、期間Tb にて振幅が小さくなる。従って、各期間毎
の検出コイルの誘起電圧の振幅Aa とAb を比較するこ
とによって欠陥の方向を感知することができる。
【0033】
【考案の効果】以上詳記したように本考案に係る直交磁
界型の渦電流探傷装置によれば、被検体金属に存在する
欠陥の方向が感知可能となり、次のステップで必要な修
理に対して情報量が多くなり、修理の正確さ、期間等の
点で大幅に改善されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例に係る直交磁界型渦電流探傷
装置の構成を示す図。
【図2】上記実施例の動作を説明するための磁界の方向
(−1)を示す図。
【図3】上記実施例の動作を説明するための磁界の方向
(−2)を示す図。
【図4】上記実施例の動作を説明するための欠陥の方向
と探傷器表示波形との関係を示す図。
【図5】従来の探傷装置の構成を示す図。
【図6】従来の探傷子の電気的接続状態を示す図。
【図7】従来装置による欠陥の無い場合の各波形を示す
図。
【図8】従来装置による欠陥の有る場合の各波形を示す
図。
【符号の説明】
1…磁心(十字形磁心)、11…磁心の足(脚)−a、
12…磁心の足(脚)−b、13…磁心の足(脚)−
c、14…磁心の足(脚)−d、21…励磁コイル−
a、22…励磁コイル−b、23…励磁コイル−c、2
4…励磁コイル−d、31…検出コイル−a、32…検
出コイル−b、33…検出コイル−c、34…検出コイ
ル−d、41…コイルの励磁電流、53…検出コイルの
誘起電圧、54…スイッチの動作状態を示す電圧、61
…スイッチ、62…直流電源、97…磁界の方向−1、
99…磁界の方向−2。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/72 - 27/90

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 十字形の胴部及び4本の脚部を有する磁
    心と、 この磁心の4本の各脚部に対応して十字形の胴部に設け
    られた4個の励磁コイルと、 上記磁心の4本の各脚部にそれぞれ設けられた4個の検
    出コイルと、 上記各励磁コイルに検出用の交流電流を流す手段と、 上記各励磁コイルのうち、対向する一対の励磁コイルを
    組にして各組の励磁コイルに交互に直流電流を流して、
    そのとき発生する磁界により上記磁心を磁気飽和させ、
    欠陥検出用の磁界の方向を強制的に所定の向きにさせる
    手段と、 上記励磁コイルへ直流電流を流したときの各時点に於け
    る上記4個の検出コイルの誘起電圧を観察可能に表示す
    る手段とを具備してなることを特徴とする直交磁界型の
    渦電流探傷装置。
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