JPS6011493Y2 - 電磁誘導検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、金属体の磁性体、非磁性体、形状（例えば、
管、棒、板状）を問うことなく金属体表面の欠陥の探傷
、溶接部の検出ζ超音波探傷における探触子の倣い、開
先部にお−ける溶接棒の倣い、等に用いることができる
電磁誘導検知装置に関するものである。

□一般に渦流（電磁誘導）用プローブコイル
としては、励磁コイルと検出コイル″とが電磁結合され
たもの或いは単コイルで励磁と検出を兼ねた自己励磁式
のもの等があるが、何れもコイルイシピーダンス変化を
信号電圧に置き換えるものである。

斯るものにあっては、交流ブリッジにより検出コイルの
インピーダンスを平衡させねばならず、検出コイルと金
属材料との距離の変動、熱１こよる検出コイルの抵抗の
変化により影響を受けていた。

更に上記実情を考慮してなしたものとしては、既に本出
願人が出願した特開昭４９−８２３８３号（特願昭４７
−１２４０８４号）公報に記載のものがある。

本考案は、上記公報に示された一実施例（第４図に示さ
れた実施例）において鉄或いは非鉄管又は棒状物体の表
面から電気信号を得ることについて改良したものである
。

′即ち上記実施例は、第５図に示す如く被検材ｍ
の上側に検知コイルｂを設け、該検知コイルｂの上方に
、該検知コイルｂの感応すべき磁力線と直角状態に磁力
線が発生できるような関係位置に励磁コイルａを設けた
ものである。

しかしながら斯るものであっては、板状金属板に限定さ
れており且つ励磁コイルから発生する磁力線の大半が被
検材に必ずしも集束導入しない欠点があった。

又、従来では、２個の検出コイルを隣接配置し、該２個
の検出コイルを差動接続して用いる方式も考えられてい
る。

□しかし、この方式では、２個の検出コイルを用い
ているので、２個の検出コイルの間隔を小さくすること
ができないので、小形にすることができず、又、２個の
検出コイル間隔が大きいから、円筒、丸棒等の被検材の
振動、あるいは板状被検材の曲り等による芯ずれの場合
に２個のコイル間の差分が検出されて不要な疑似信号電
圧ノイズ）及びオフセット電圧も大きくなっている。

そのため、年々検出すべき欠陥（疵）が微小になって来
ているにもかかわらず、２個の検出コイルを用いた方式
では、小形にできないことからたとえば、深さ０．０５
ｍｍ以下の微小割れ等の検出は困難である。

本考案は、上述した従来における問題点を解消するため
になした電磁誘導検知装置に係るもので、励磁側コアと
該励磁側コアの両端に取付けた磁極側コアとより形成せ
るコ字形状の閉磁路化コアの励磁側コアに、発振回路に
接続した励磁コイルを巻付けて、励磁磁力線が流れるよ
うにし、且つ上記コ字形閉磁路化コアにより集束された
励磁磁界内に、１個の検出コイルを励磁コイルと直交さ
せて配設し、更に前記発振回路に打消し電圧調整器を接
続して、該打消し電圧調整器と前記検出コイルとを差動
増幅器に並列接続してなる信号発生調整回路を備えたこ
とを特徴とするするものである。

以下、図面にもとづき本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一例を示すもので、励磁側コアと該励
磁側コアの両端に設けた磁極側コアとからなるコ字形の
閉磁路化コア２を形成し、該閉磁路化コア２の上記励磁
側コアに、発振回路４に接続した励磁コイル１を巻付け
、該発振回路４によって励磁コイル１を励振させること
により、コア２内に交番磁束や流され、この交番磁束が
空隙を通り被検材たる金属体５を通過することによって
金属体５の電磁気的応答を取出し易い交流周波数を、該
金属体５に発生させるようにし、且つ上記金属体５を通
過する交番磁束に直交するように１個の検出コイル３を
配設させ、該１個の検出コイル３で誘導電圧が差動とし
て働く効果（以下、差動効果という）を有するようにす
る。

即ち、本考案の装置は、１個の検出コイル３を金属体５
を通る磁界に直交させて１個の検出コイル３で差動効果
をもたせるために、コの字形の閉磁路化コア２を用い、
上記磁界に直交するよう１個の検出コイル３を配設した
構成とし、１個の検出コイル３で差動効果を有するよう
にする。

１個の検出コイル３で差動効果をもたせるのは、微小疵
を検出するために小形にする必要があるからであり、小
形にすればＳ／Ｎ比が向上するからである。

上記構成としであるので、閉磁路化コア２により磁気回
路を形成させることにより励磁コイル１から発生する磁
力線を有効に集束することができ、この集束された励磁
磁界内に１個の検知コイル３を、励磁コイル１と直角、
即ち、磁界と直交するように配しているため、該１個の
検出コイル３が金属体５の表面の電磁的変化に応じた励
磁磁力線の乱れ分力を誘起することができる。

本考案においては、前記のように、１個の検出コイル３
で差動効果を有するようにするために該コイル３を励磁
コイル１に直角となるように配置する必要上から、コ字
形の閉磁路化コア２を用い、１個の検出コイル３を励磁
コイル１と直角となるように配置しであることから、１
個の検出コイルで差動効果を有すると共に、１個の検出
コイル３であるから小形化できて磁極間を狭くすること
ができ且つＳ／Ｎ比が向上して金属体５に存在する微小
（幅１０μ以下、深さ０．０５ｍ以下）な疵をも検出す
ることができる。

又これに伴ない不要な疑似信号及びオフセット電圧を小
さくすることができる。

この点、２個の検出コイルを差動接続として用いるもの
では、検出コイルが１個の場合に比し２倍の大きさとな
り、金属体との電磁結合範囲も広くなってＳ／Ｎ比も悪
くなり、微小疵の検出には適さず、又不要なオフセット
電圧も大きい。

尚、励磁コイル１における励磁磁界の位相の変化を防止
するために、第２図に示すように閉磁路化コア２を金属
体５を包むように形成すること、第３図に示すように閉
磁路化コア２の脚体と金属体５との間にボールキャスタ
ー６を介在せしめること等は任意である。

次に正常状態で常時信号発生がないように調整するプロ
セス、即ち信号発生調整回路について第４図にもとづき
説明する。

励磁コイル１は発振回路４に接続され、励磁コイル１に
直交配置された検出コイル３は、その出力が差動増幅器
７に加えられるよう該増幅器７に接続され、上記発振回
路４は、その発振電圧が打消し電圧調整器８に入力され
るよう該調整器８に接続され、該調整器８は上記差動増
幅器７に接続しである。

尚、打消し電圧調整器８は、励磁コイル１及び検出コイ
ル３が機甲的に全く直角関係を保って製作されれば原理
的には不要なものであるが、現実に検出コイル３で検知
した信号を電気的に拡大増幅した場合、検出コイル３を
金属材健全部に相対応させた時に鵡検出マイル３への誘
起電圧が必ずしも零を取り得ないこ−とがあるので、信
号を拡大増幅する時の増幅器の増幅直線性範囲内での動
作や位相弁別出力信号処理の都合上補助的手段として使
用するものである。

即ち、初期設定時あるいは常時、金属体５の正常部位に
おいて差動増幅器７から信号出力の発生がないように発
振回路４からの出力の一部が打消し電圧調整器８によっ
て調整される。

今、検出コイル３の出力は差動増幅器７に加えられ、又
発振回路４の出力は打消し電圧調整器８に送られる。

該打消し電圧調整器８に加えられた信号は、該調整器８
で振幅と位相が、検出コイル３により静的に誘起された
誘起電圧と同一となる電圧に作られて該電圧が差動増幅
器７に加えられ、該増幅器７の出力電圧が零になる。

上記打消し電圧調整器８の調整を初期設定時のみに限定
すれば、初期設定時を原点として以後の絶対値計測制御
、例えば形状変化追跡等に適合する。

又常時電圧調整を行わせる等の附加機能を与え且つ弁別
後の信号処理においてフーリエ解析を行う等すれば動的
信号処理となり、非破壊検査における探傷機能を持ち得
る。

この際、金属体５が円筒や円柱状である場合にこの金属
体５を回転摺動させても又逆に本考案の装置を金属体５
の内周や外周に沿い周回させてもよい。

従って本考案は、前述せる第５図に示すものの諸欠点を
解消し得られる。

即ち板状金属材にのみ限定されることがないと共に、励
磁コイルから発生する磁力線の被検体への集束導入を図
り得る。

尚本考案は、図示し説明した実施例にのみ限定されるこ
となく、本考案の要旨を逸脱しない限り種々の変更を加
え得ることは勿論である。

以上述べたように、本考案の電磁誘導検知装置によれば
、コ字形の閉磁路化コアによって集束された励磁磁界内
に、１個の検出コイルを直交させて配置した構成を有し
ているので、交流ブリッジによってコイルインピーダン
スを平衡させる必要がなく、そのため、金属体との距離
変動や温度による抵抗変化が生じても影響されることな
く、金属体表面欠陥の探傷や溶接部の検出、超音波探傷
における探触子の倣い、及び開先部における窯接棒の倣
い等を確実に行うための当該追跡用に使用することがで
きると共に、１個の検出コイルで差動効果を有し且つ１
個の検出コイルであるため小形化でき磁極間を狭くし得
てＳ／Ｎ比が向上し、従って微小の疵の検出に好適なも
のである。

又機構簡単にして容易に組立てられ、しかも種々の形状
の検出コイルがあるが、特にビードや開先等の軸方向へ
の倣いに用いる場合に長方形のものを用いると感度を増
加させる外に微視的な信号のゆらぎをも防止でき、更に
信号発生調整回路を備えているので、初期設定時或いは
常時、金属体の正常部位において信号出力発生がないよ
うに調整できて検知精度の向上を図り得る、等の優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電磁誘導検知装置の一実施例を示す説
明図、第２図及び第３図は本考案の電磁誘導検知装置の
他の例を示す説明図、第４図は本考案の電磁誘導検知装
置における信号発生の調整プロセスを示す説明図、第５
図は従来の一例の説明図である。 １は励磁コイル、２は閉磁路化コア、３は検知コイル、
４は発振回路、５は金属体、６はボールキャスター、７
は差動増幅器、８は打消し電圧調整器を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 励磁側コアと該励磁側コアの両端に取付けた磁極側コア
   とより形成せるコ字形状の閉磁路化コアの励磁側コアに
   、発振回路に接続した励磁コイルを巻付けて、励磁磁力
   線が流れるようにし、且つ上記コ字形閉磁路化コアによ
   り集束された励磁磁界内に、１個の検出コイルを励磁コ
   イルと直交させて配設し、更に前記発振回路に打消し電
   圧調整器を接続して、該打消し電圧調整器と前記検出コ
   イルとを差動増幅器に並列接続してなる信号発生調整回
   路を備えたことを特徴とする電磁誘導検知装置。