凹面または凸面構造における少なくとも一つの欠損を検出する装置
本発明は、放射部と受信部を備え、凹面または凸面構造中の少なくとも１つの欠損を検出するための装置に関するものであって、前記装置において、前記放射部は、影響が最小限にされるべき欠損と同一の方向に沿っておおよそ配向した電流を生成することを可能にする少なくとも一つの導電層（２０，２１）を備え、前記受信部は、フレキシブルな支持体上に付加またはエッチングされた、少なくとも１つの磁場レシーバ（２８）を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹面または凸面構造（例えば、円筒形）の少なくとも一つの欠損を検出する装置に関する。発明の属する技術分野は、凹面または凸面構造の欠損の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の技術分野は、凹面または凸面構造における欠損の検出に関する。本発明は、特に、チューブ内の欠陥、例えば、原子力発電所における蒸気発生器（ＳＧ）のチューブ内の欠陥などの欠損の検出に応用できる。これらの欠陥は、本質的には、遭遇する条件に関わらず、すなわち、
− 検査中、空隙に変化が無い場合、渦電流センサが効率的であるが、チューブの直径の変化（膨張遷移領域（Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ（ＺＴＤ））が存在する場合において、
− 及び／或いは、探査される周囲の欠陥に重なり合う長さ方向の欠陥が存在する場合において、チューブの破損につながりうる、円周方向の欠損または横方向の欠損である。本発明の属する技術分野は、例えば、チューブの内部表面に基づく蒸気発生器内のチューブに関する鑑定的な検査であり、
− チューブの変形域（ｔｕｂｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）（楕円形になる（ｏｖａｌｌｉｎｇ）膨張遷移領域）が存在する場合、
− 複雑な欠損が存在する場合：「複雑な欠損」とは、少なくとも一つの長さ方向の欠損と、少なくとも一つの外部の横方向の欠損の重なり合いから構成される欠損（一般的には、蒸気発生器のチューブの厚さの４０％の高さを有している）（十字形（ｃｒｏｓｓ）、ＴまたはＬ形状の）、
− 所定の位置にチューブを固定するためにスペーサ板（ｓｐａｃｅｒ ｐｌａｔｅ）が使用されている場合、
現場で容易に利用できる鑑定的な検査に関する。
【０００３】
図１は、膨張遷移領域１１及び複雑な欠損１２を有する蒸気発生器のチューブ１０内における検出上の問題等を概略的に図示する。
【０００４】
商用センサは、現場で蒸気発生器のチューブを検出するためにすでに用いられている。それらは、単一の素子又は複数の素子のタイプのどちらかであろう。
【０００５】
しかし、複雑な欠損の縦方向の成分の応答がしばしば優勢であって、その結果、複雑な欠損の完全な形跡が隠れるので、これらのセンサは、複雑な欠損の横方向の成分の検知にあまり効率的ではない。しかし、このタイプの欠損が、チューブの破裂（ギロチン効果（ｇｕｉｌｌｏｔｉｎｅ ｅｆｆｅｃｔ）を生じる可能性があるので、すべての横方向の欠損の検出は、重要である。更に、たとえチューブの内側面と強制的に接触させるバネのシステム上にセンサーを配置できるとしても、膨張遷移領域を通る際、寄生信号（ｐａｒａｓｉｔｅ ｓｉｇｎａｌ）が生じる可能性がある。
【０００６】
本明細書の最後にある参照文献［１］は、物質に電磁場に適用して、その物質の近接及び特性により電磁場における変化を検知するセンサーを用いて試される、物質の非破壊測定のための装置及び方法を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，０４９，８１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、第１に、チューブ内の縦方向の欠損に平行な電流を誘導するため、放射において指向性の電流層（ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌａｙｅｒ）を利用し、第２に、エッチングされているかまたは付加されている受信部上、受信においてフレキシブル支持体（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｐｏｒｔ）を利用して、これらの欠点の克服を可能にする、凹面または凸面構造における少なくとも一つの欠損を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、放射部と受信部を備え、凹面または凸面構造における少なくとも一つの欠損を検出するための装置に関し、該装置は、いくつかの導電ストランド（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｓｔｒａｎｄ）からなり、水平面に対して+θ°及び−θ°で配置された２つの電流層を備える放射部を有し、フレキシブルな受信支持体（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ）上に付加またはエッチングされた磁場レシーバ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）を少なくとも一つ備える受信部を有することを特徴とする。
【００１０】
前記レシーバは、コイル、磁気レシーバ（ＧＭＲ、ＡＭＲ、ＧＭＩ、フラックスゲート（Ｆｌｕｘｇａｔｅ）、ＴＭＲ、ホール効果等）、または、そのようなレシーバのさまざまなタイプの組み合わせのものであってもよい。レシーバの向きは可変にすることができる。
【００１１】
有利には、図１１に示すように、受信部のフレキシブルフィルムは、チューブ径（Ｒ２）のバリエーションに適合するスリット１５を含み、好ましくは、フレキシブル支持体が割れるのを防ぐため、スリット１５の両端にホール１６が配置される。そして、前記フレキシブルフィルムは、検査される構造の内部表面にフレキシブル支持体１７を強制的に接触させる発泡体または弾性装置の上に配置される。
【００１２】
一実施形態において、本発明の装置は、（蒸気発生器チューブの場合における縦方向の欠損を通じて）影響が最小限にされ、且つ他の欠損（蒸気発生器の場合における横方向の欠損）の効果を最大化する、欠損の軸に沿って配向された電流層を備える。
【００１３】
一実施形態において、前記放射部は、影響を最小限に抑える欠損の軸に対して、+θまたは-θで配置された２つの電流層を備える。このように、前記構造において誘導される電流は、２つの電流層の電源電圧の振幅を変えることによって、+θまたは-θ（例えば、１０°）に配向させることができ、その結果、その影響が最小限である欠損が、仮に同じ軸の上で正確に配向されないとしても、同じプローブを用いることができる。
【００１４】
放射部のそれぞれの層は、剛体またはフレキシブル支持体上に配置されていてもよい。
【００１５】
有利には、放射部の各電流層は、互いに平行に直列または並列に接続された同様の導電性ストランドのセットと、各層に正弦波電流を供給する増幅部とを含む。
【００１６】
抵抗は、それぞれの導電性ストランドと直列に組み合わせることができる。
【００１７】
有利には、受信部のレシーバは、低ノイズ増幅部に結合される。
【００１８】
剛性の、またはフレキシブル磁性物質（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）（磁気テープ等）の一部は、放射部及びリターンワイヤー（ｒｅｔｕｒｎ ｗｉｒｅ）との間に配置しても良い。
【００１９】
有利には、受信部は、相互にずらされた少なくとも２つの柱（ｃｏｌｕｍｎ）に配置された受信機を備える。例えばカプトン（ｋａｐｔｏｎ）で作られている、フレキシブル支持体上にエッチングされたコイルの技術は、エアギャップを最小限に抑えることで、欠損の検出を良好にすることを確実にする一方で、検査が行われる構造表面へのマッチングを最適化することを可能にする。このようにして作られたフレキシブルプローブは、検査が行われる表面の曲率半径の変化などの様々な条件の下、欠損の検出及びこのタイプの外形に関する評価を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る装置は、検出されるべき欠損に良好に反応する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蒸気発生器チューブの検査に関する問題を概略的に図示する。
【図２】本発明の装置の２つの実施形態を示す。
【図３】本発明の装置の２つの実施形態を示す。
【図４Ａ】外側の横方向の欠損による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す上面図である。
【図４Ｂ】外側の横方向の欠損による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す側面図である。
【図５Ａ】縦方向の欠損（ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｅｆｅｃｔ）による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す上面図である。
【図５Ｂ】縦方向の欠損による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す側面図である。
【図６Ａ】外部欠損４０％による、周波数関数（ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）としての基本構成のための図を示す。
【図６Ｂ】外部欠損４０％による、周波数関数としての基本構成のための図を示す。
【図７Ａ】外部欠損１００％による、周波数関数としての基本構成のための図を示す。
【図７Ｂ】外部欠損１００％による、周波数関数としての基本構成のための図を示す。
【図８Ａ】横方向の欠損４０％への反応の最大振幅に関し、基本構成を示す曲線を図示する。
【図８Ｂ】縦方向（ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｅｆｅｃｔ）の欠損への反応の最大振幅に関し、周波数関数として、基本構成を示す曲線を図示する。
【図８Ｃ】周波数関数としての前記横方向の欠損及び縦方向の欠損に関する、前記の２つの量の比について周波数関数として、基本構成を示す曲線を図示する。
【図９Ａ】検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構成を示す。
【図９Ｂ】検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構成を示す。
【図１０Ａ】磁気テープを挿入後、検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構造１０ｍｍの欠損の検出に対応する実験曲線を図示する。
【図１０Ｂ】磁気テープを挿入後、検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構造１０ｍｍの欠損の検出に対応する実験曲線を図示する。
【図１０Ｃ】磁気テープを挿入後、検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構造１０ｍｍの欠損の検出に対応する実験曲線を図示する。
【図１１】スリットを有する受信部を示す。
【図１２Ａ】１００ＫＨｚにおいて縦方向の欠損の方向感覚が失われた変化量を示す。
【図１２Ｂ】１００ＫＨｚにおいて縦方向の欠損の方向感覚が失われた変化量を示す。
【図１３】＋θ及び−θの方向感覚が失われた状態にある、２層の配置を示す。
【図１４】電流層のいくつかのストランドまたはストランドのセットが、どのように直列および／または並列に配置されるかを示す図である。
【図１５Ａ】レシーバのエアギャップの影響を示す。
【図１５Ｂ】レシーバのエアギャップの影響を示す。
【図１６Ａ】４０％の横方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１６Ｂ】４０％の横方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１６Ｃ】１００％の縦方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１６Ｄ】１００％の縦方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１７Ａ】１６個のレシーバを示す。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示される１６個のレシーバにより、レシーバ間のピッチを考慮に入れることによって得られる、４０％の横方向欠損に関するマップ（ｍａｐ）を示す。
【図１７Ｃ】図１７Ａに示される１６個のレシーバにより、レシーバ間のピッチを考慮に入れることによって得られる、１００％の縦方向欠損に関するマップを示す。
【図１８】本発明に係る装置の実施形態の図を示す。
【図１９】参照ハーフチューブ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｈａｌｆ−ｔｕｂｅ）の実施例の寸法特性（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を示す。
【図２０Ａ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２０Ｂ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２０Ｃ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２０Ｄ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２１】参照ハーフチューブにおける検査形態（ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）の図を示す。
【図２２Ａ】２４０ＫＨｚにおいて縦方向及び横方向の欠損によって得られたマップを示す。
【図２２Ｂ】２４０ＫＨｚにおいて縦方向及び横方向の欠損によって得られたマップを示す。
【図２３】測定配置（ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を示す。
【図２４Ａ】図２４Ａは、２４０ＫＨｚにおける実験データを示す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、２４０ＫＨｚにおけるシミュレーションデータを示す。
【図２５】シリンダ周囲上の層内のフォワード・ストランド（ｆｏｗａｒｄ ｓｔｒａｎｄ）及びリターン・ストランド（ｒｅｔｕｒｎ ｓｔｒａｎｄ）の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る装置の第１の実施形態は図２に示されており、チューブ中の渦電流を誘導することができる。前記第１の実施形態は、磁場を生成する直列或いは並列に接続された、同一且つ平行な１セットの導電ストランド３２からなる少なくとも一つの電流層２０を備えており、前記磁場は、前記電流層２０の下において、振幅及び方向においてほとんど一様に放射される。増幅部２４は、前記層２０に正弦波電流を供給する。受信部は、例えば、ケプトン（ｋａｐｔｏｎ）フィルム上でエッチングされた、コイル２８を備える。これらのコイルのそれぞれは、低ノイズ増幅部２９に連結していても良い。電流層２０は、チューブの軸に沿ってその方向が合わせられている場合、このチューブ内の縦方向の欠損に平行な電流を誘導できる。
【００２３】
図３に示された第２の実施形態において、本願発明の装置は、増幅部２４及び２５と共に各層が使用される、幾つかのストランド２２及び２３からなる２つの電流層２０及び２１を含む放射部を備える。これらの電流層２０及び２１は、これらの層から合成された層の方向が電源供給信号の振幅を同じ周波数で変えることによって調整されることができるように、水平面に対して＋１０°と−１０°に傾けて配置される。本実施形態において、前記２つの層は、それぞれケプトンでできたフレキシブル支持体にエッチングされる。プローブ内のそれらの直径は一定であるので、硬い芯材にそれらを巻いておくことができる。しかし、プリント回路の作成の際、前記ストランドの抵抗が異なる場合があり、そのために、不均一な磁場が放射される。ストランド２２若しくは２３のそれぞれに抵抗２６、２７を挿入することは、異なるストランド内の電流を均一にすることに寄与するので、電流は、前記抵抗によって必然的に一定になる。レシーバ部は、本発明の装置の空間分解能を増大するように、２つの柱に互い違いに置かれたコイル２８を備える。各レシーバ２８は、低ノイズ増幅部２９を有する。符号３０には、複雑な欠損を示す。
【００２４】
本発明の装置の第１の実施形態を記述することから始める。図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ上面図と側面図において別々に把握された、４０％の外部横方向の欠損からなる２つの成分の存在下における誘導電流の経路を示す。これらの図は、チューブ３１、電流層２０、欠陥３２及び誘導電流３３を示す。図５Ａ及び５Ｂは、縦方向の（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）欠陥３５のために、同様な図を示す。４０％の外部横方向の欠損による応答と比較すると、縦方向の欠損が強い放射磁場を与えると直感的に予想されうる欠損であるという事実は、この欠損のための誘導電流の偏向が非常に低いという事実によって補償される。
【００２５】
実験結果は、縦方向の欠損の存在下において横方向の欠損を検出するための本発明の装置の第１の実施形態の利点を示す。受信部は、マイクロコイル（ｍｉｃｒｏ−ｃｏｉｌ）を備えており、前記受信部の放射部の層と前記マイクロコイルは、フレキシブルし自体の柔軟性による利益を得るために、カプトンフィルム上にエッチングされる。
【００２６】
本発明の装置におけるパラメータの最適化
図６Ａ及び６Ｂ、７Ａ及び７Ｂは、それぞれ、チューブの厚さの４０％の高さのある横方向の欠損（図６Ａ及び図６Ｂ）と、層の配向に平行な軸を有する縦方向の欠損（図７Ａ及び図７Ｂ）の全シミュレーションのために使用された基本的な構成を示す。これらの図はチューブ４０、前記チューブの軸４１、受信コイル４３及び電流層４４及び欠損４５を示す。
【００２７】
本実施形態は、１００ＫＨｚ以上の動作周波数を利用するものである。２４０ＫＨｚ及び６００ＫＨｚを利用できる。複雑な欠損のうち、これらの周波数における横方向の寄与は、個別の機能モードにおける従来のプローブの利用の場合よりも良好であり、周波数が低い場合に、さらに良好である（図８Ａ、８Ｂ及び８Ｃを参照） 。
【００２８】
１．放射部
図９Ａ及び９Ｂは、検査される構造上の位置における装置の構成を示す：放射部は、チューブ５６の内周上に一定の直径を有する層５５と（本実施形態の配置において前記層の周縁効果が無いことに注意する）、前記チューブの中心を通過する電源リターンワイヤ５７（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｔｕｒｎ ｗｉｒｅ）と、から成る（受信部は、符号５２である）。
【００２９】
層５５内の電流は電源リターンワイヤ５７内の電流と必然的に同じであるので、前記ワイヤ５７は、前記層５５によって生成される磁場を打ち消そうとする磁場を生成する可能性がある。硬質な或いはフレキシブルな（例えば、ナノ結晶材料で作られた）磁性材料部６２が、仮に、放射部（層６０及び６１）とリターンワイヤ５７との間に挿入される場合、また、仮に、例えば、図１０Ａ及び１０Ｂにおいて示されるような放射部にできるかぎり接近して置かれている場合、テープ６２は、電源リターン（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｔｕｒｎ）の効果を相殺し、前記層５５によって放射する磁場を増幅する。
【００３０】
図１０Ｃは、１０ｍｍ長の欠損の検知に対応する２本の実験曲線を含んでおり、第１の実験曲線は、層及び層中のコンダクタの戻りの間に磁気部が無い状態であり（曲線ａ）、第２の実験曲線は層上に配列されたナノ結晶材料から成る磁気テープが存在する状態（曲線ｂ）である。層が放射する磁場の増加に起因して、欠損の兆候は、磁場部の存在によって増幅される。それ故、このテープ６２は、非常に有益である。
放射部は電流層タイプの誘導コイルを備えており、前記誘電コイルは、層の方向が欠損の方向に対して平行な場合、縦方向の欠損の応答を最小化する（図１２Ａ及び１２Ｂを参照）。縦方向の欠損の方向の角度が数度喪失されることは、複雑な欠損のうちの縦方向の寄与によって、痕跡の大きさに大きく影響する増加をもたらす。縦方向の欠損に対する応答は、横方向の欠損に起因して更に大きくなるので、このことは、本発明の装置にとって大きな問題である。したがって、層の配向を調節できるということは有用である。
【００３１】
そこで、図１３に示すように、上下に配列され且つチューブ７２の軸から＋１０°及び−１０°だけ方向が失われた２つの放射層７０、７１を検討する（実際には、影響が最小限にされる、いわゆる縦方向のノッチ（ｎｏｔｃｈ）は、チューブ軸に対し＋１０°及び−１０°の間の極端な方向で作られると考えられる場合において）。図１３は、図３に示された第２実施形態に対応するものである。横方向の欠損の検出時における縦方向の欠損の影響を低減するため、層７０及び層７１のそれぞれの電源電圧を変えることによって、チューブ中の渦電流は、必要に応じて、向きを揃えることができる。互いに９０°で配向された２つの層を備えた配置も可能であり、あらゆる方向に電流を向けることができる（Ｒ４）。十分に均一な電流を得るため、図１３で特定された２つの各々層７０及び７１は、例えば、各ストランド中にほぼ同一の電流を得るために選択された数オームの抵抗７３と直列に配置されている、図１４で特定した１６個の基本的なストランドを含む。図１４の概略図に示されるように、電源とのインピーダンス整合を良好に行うために、幾つかのストランドは並列の関係にあり、他方のストランドは直列の関係にある。１００ｍＡオーダーの電源電流７５は、本発明の装置の本体に配置された２つのバッファによって出力される。
【００３２】
前記の層は、他の構成も可能であって、シリンダの周縁上の前方ストランド（ｆｏｒｗａｒｄ ｓｔｒａｎｄ）と、前記シリンダの周縁上の他の箇所に配置された同数のリターンストランド（ｒｅｔｕｒｎ ｓｔｒａｎｄ）を備えていても良い。例えば、図２５に示されるように、２つの前方ストランドと２つのリターンストランドが、全く反対の部分に全て直列に配置されていても良い。この場合、前記層の下の領域のみを使用することができる。この場合、レシーバは前記シリンダの全周囲を覆うことができないので、このような構成は、いくつかのレシーバを有する回転式プローブを作成する場合に利用される。
【００３３】
２．受信部
前記層の空隙が３ｍｍで一定の場合における、レシーバと欠損に応答する部分（チューブ）との間の前記空隙の影響を図１５Ａ及び１５Ｂに示す。レシーバの応答は、この空隙に対して極めて影響を受けやすく、検査される部位との間の空隙にあまり影響を受けない放射部と異なっている。レシーバ５２は、チューブの表面にできるだけ近接していなければならない。特に、空隙の変化の信号が欠損に起因する信号と干渉しないように、本発明の装置が設置されている間、前記空隙は一定でなければならない。本発明の装置は、有限の、または極めて多数のレシーバを含んでいても良く、プローブは、前記部位の表面上において置き換えられ、有限の数の経路を有する構造の全体の表面を検査する。チューブを検査する際、チューブの内部表面全体を検査できるように、充分な数のレシーバがプローブの全体の周囲に配置され且つ前記プローブがチューブの軸に沿って置き換えられている。或いは、幾つかのレシーバが使用され（有利には、異なる種類であり、異なる方向を有している）、前記プローブがらせん状に駆動される。全ての場合における結果として、後処理が実施できるように、良好な空間分解能を有するマップとなる。
【００３４】
図１６Ａ及び１６Ｂと、第２に図１６Ｃ及び１６Ｄに示されるシミュレーションは、１００ＫＨｚで行われたものであって、各マッピングの最大値を通過するＹ軸に沿った４０％の外部横方向の欠損のマッピングからのラインの抽出と、前記Ｙ軸に沿った１００％の縦方向の欠損のマッピングからのラインの抽出を示す。
【００３５】
チューブ内の複雑な欠損を検出するために、隣接する二つのレシーバの間隔は、１．２ｍｍ未満（最大振幅の８０％を有する）であり、それゆえに１００％の縦方向欠損の痕跡に関しても、十分な空間分解能を得ることになる。チューブの周囲全体にわたって分布された６４個のレシーバ（３２個のレシーバから成る２つのライン）を備えることによって、チューブの１／４のプローブ測定間隔は、約１ｍｍに固定される。
【００３６】
寸法上の理由により、受信コイル８０は、図１７Ａに示すように、２つのライン上に互い違いに配置されている。このタイプのレシーバ間の間隔で、１６個のレシーバを備えたプロトタイプのチューブの１／４のプローブの場合において、４０％の貫通する欠損及び１００％の縦方向の欠損についてシミュレートした画像マッピングは、図１７Ｂ及び１７Ｃにそれぞれ示されている。
【００３７】
コイルは、チューブに垂直な方向の磁場の成分を単に測定できるだけなので、コイル以外のレシーバを使用することも可能である。例えば、磁気レシーバ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）（ＧＭＲ、ＧＭＩ、ＡＭＲ、フラックスゲート（ＦｌｕｘＧａｔｅ）、ホール効果（Ｈａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ）等）を使用することができる。これらの構成要素は、フレキシブルフィルムをエッチング又はフレキシブルフィルム上に付け加えることができる。また、欠損に起因する、チューブに対して垂直な磁場の成分、軸方向の磁場の成分、或いは輪状の磁場の成分を測定できるように、選択され、或いはその方向を合わせても良い。異なる欠損を検知できるように、幾つかのレシーバの組み合わせを単一のプローブ（回転型、或いは多素子型）の内部に入れておくことは可能である。特に、感度の高い軸が円周方向に沿って配向されるＧＭＲの使用は、３６０°の円周方向の欠損を最適に検出することを可能にする。このような欠損は、磁場の垂直方向の成分を測定することにより検出できるものではない。
【００３８】
３．まとめ
上記の構成要素は、本発明に係る装置の主な幾何学的特性を付与し、図１８に示すプローブの種々の部分を明細書に定義する。特に：
− 種々のカプトン＋磁気テープ＋フォーム（ｆｏａｍ）８１：受信コイルを有するカプトン、及び＋１０°及び−１０°において２層を有するカプトン
− 本発明に係る装置に搭載された電子機器８２；各受信コイルに対し、２層の電源バッファ及び１つのプリアンプ、
− データ処理装置に接続されている接続ケーブル８３、
− ２つのセンタリング・リング（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｒｉｎｇ）８４、８５及びレシーバ備えるプローブの本体 − 層コネクタ（ｌａｙｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）８６、である。
【００３９】
（実施例）
９００ＭＷの蒸気発生器のチューブの直径と同じ直径を有するインコネル（登録商標）６００のハーフチューブが、本発明の装置をテストするために作成された。前記ハーフチューブは、選択された幾何学的な寸法が厳密である変形ゾーン（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）を有する（図１９に示された寸法の特性を参照）。前記変形ゾーンの前方及び後方において、前記ハーフチューブの内径は、１９．６８ｍｍから２０．３６ｍｍまでの間で変動する。
【００４０】
図２０は、前記ハーフチューブの説明を含む。単純な欠損が、前記ハーフチューブに付けられていた。これらの欠損は、電気腐食（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｅｒｏｓｉｏｎ）によって生成された。すなわち、
【００４１】
この例示的な実施形態では、+１０°及び−１０°における２つの層と２つの抵抗の直列（１層当たり１つの抵抗の直列）が、放射カプトンフィルム（誘導コイル）上で使用されている。１６個のコイル（２面を有する）及びコネクタは、受信カプトンフィルム上において使用されている。チューブの直径の変動に適合することができるように、切り込み（ｎｏｔｃｈ）がカプトンフィルムに形成される。受信カプトンフィルム（ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｋａｐｔｏｎ ｆｉｌｍ）は発泡材の欠片上に割り込ませており、前記発泡剤の欠片は前記受信カプトンフィルムが変形にぴったり合うようにしている。
【００４２】
電子部品は、各レシーバ用の低ノイズの増幅部と、２つの層に電力を供給するバッファを備える。このように形成されたプローブは、チューブ内の所定の位置に保持されるように、その両端部のそれぞれにセンタリング・リング（ｃｅｎｔｒｉｎｇ ｒｉｎｇ）を備えている。
【００４３】
変形ゾーンを通過する際、花冠（ｃｏｒｏｌｌａ）の形状で開くカプトンフィルムの受信コイルの良好な機械的動作は、変形ゾーンを有する蒸気発生器のチューブと正確に同じ直径を有するプレキシガラス（登録商標）チューブを用いて、視覚的に検証される。
【００４４】
実施された実験的な条件は、以下のとおりである：
− 使用された処理装置： Ｍ２Ｍ ６４−チャネル ＭｕｌｔｉＸ 渦電流装置、
− 注入部： 内側層用のストランド当たり３０ｍＡ且つ外側層用のストランドあたり２５ｍＡ、
− 周波数： ２４０ＫＨｚ、
− ゲイン： ５０ｄＢ。
【００４５】
ハーフチューブ（ｈａｌｆ−ｔｕｂｅ）の（図２１に示すような）代表的な部分において、プローブの変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）１０２とチューブを表す１０３を用いて、６ｍｍ長の４０％の外側の横断方向の切り込み１００と、７ｍｍ長の１００％長さ方向の切り込みに、テストを行う。このテストは、本実施形態の方法において作成されたプローブが、単純な（縦方向と横方向の）欠損の検出のために予想されることに対応する正しい信号を与えることを照明する。
【００４６】
図２２Ａ及び２２Ｂは、プローブを用いた２番目（Ｎｏ．２）のハーフチューブ内の検査によって得られた、２４０ＫＨｚにおけるマップを示す。図２３に示すように、最初の観測は、プレーン部（ｐｌａｎｅ ｐａｒｔ）内における４０％の横方向の欠損１０４に対してであり、変形ゾーン内の同じ欠損１０５に続けられる。前記２つの欠損の痕跡は類似している。第一に、最大振幅が同程度の大きさであって、第二に変形ゾーンの幾何学的特性が厳格であるが、変形ゾーンに起因する痕跡が現れないと、考えることができる。
【００４７】
図２４Ａ及び図２４Ｂは、分離された４０％の外部横方向の欠損についての実験データとシミュレーションの間における率（ｍｏｄｕｌｕｓ）の比較を示す。特に、横軸は、レシーバの２つのライン間のオフセットを考慮することによって、修正されている。データが良く一致していることが分かり、発泡体及び切り込みが形成されているカプトンとの関係が、実際に３Ｄ（３次元）の変形表面である変形ゾーンを完全に追跡できることを実証している。前記結果は、本発明に係る装置が、検出されるべき欠損に良好に反応することを示している。
【００４８】
（参考文献）
［１］ 米国特許第７，０４９，８１１号明細書
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹面または凸面構造（例えば、円筒形）の少なくとも一つの欠損を検出する装置に関する。発明の属する技術分野は、凹面または凸面構造の欠損の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の技術分野は、凹面または凸面構造における欠損の検出に関する。本発明は、特に、チューブ内の欠陥、例えば、原子力発電所における蒸気発生器（ＳＧ）のチューブ内の欠陥などの欠損の検出に応用できる。これらの欠陥は、本質的には、遭遇する条件に関わらず、すなわち、
− 検査中、空隙に変化が無い場合、渦電流センサが効率的であるが、チューブの直径の変化（膨張遷移領域（Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ（ＺＴＤ））が存在する場合において、
− 及び／或いは、探査される周囲の欠陥に重なり合う長さ方向の欠陥が存在する場合において、チューブの破損につながりうる、円周方向の欠損または横方向の欠損である。本発明の属する技術分野は、例えば、チューブの内部表面に基づく蒸気発生器内のチューブに関する鑑定的な検査であり、
− チューブの変形域（ｔｕｂｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）（楕円形になる（ｏｖａｌｌｉｎｇ）膨張遷移領域）が存在する場合、
− 複雑な欠損が存在する場合：「複雑な欠損」とは、少なくとも一つの長さ方向の欠損と、少なくとも一つの外部の横方向の欠損の重なり合いから構成される欠損（一般的には、蒸気発生器のチューブの厚さの４０％の高さを有している）（十字形（ｃｒｏｓｓ）、ＴまたはＬ形状の）、
− 所定の位置にチューブを固定するためにスペーサ板（ｓｐａｃｅｒ ｐｌａｔｅ）が使用されている場合、
現場で容易に利用できる鑑定的な検査に関する。
【０００３】
図１は、膨張遷移領域１１及び複雑な欠損１２を有する蒸気発生器のチューブ１０内における検出上の問題等を概略的に図示する。
【０００４】
商用センサは、現場で蒸気発生器のチューブを検出するためにすでに用いられている。それらは、単一の素子又は複数の素子のタイプのどちらかであろう。
【０００５】
しかし、複雑な欠損の縦方向の成分の応答がしばしば優勢であって、その結果、複雑な欠損の完全な形跡が隠れるので、これらのセンサは、複雑な欠損の横方向の成分の検知にあまり効率的ではない。しかし、このタイプの欠損が、チューブの破裂（ギロチン効果（ｇｕｉｌｌｏｔｉｎｅ ｅｆｆｅｃｔ）を生じる可能性があるので、すべての横方向の欠損の検出は、重要である。更に、たとえチューブの内側面と強制的に接触させるバネのシステム上にセンサーを配置できるとしても、膨張遷移領域を通る際、寄生信号（ｐａｒａｓｉｔｅ ｓｉｇｎａｌ）が生じる可能性がある。
【０００６】
本明細書の最後にある参照文献［１］は、物質に電磁場に適用して、その物質の近接及び特性により電磁場における変化を検知するセンサーを用いて試される、物質の非破壊測定のための装置及び方法を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，０４９，８１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、第１に、チューブ内の縦方向の欠損に平行な電流を誘導するため、放射において指向性の電流層（ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌａｙｅｒ）を利用し、第２に、エッチングされているかまたは付加されている受信部上、受信においてフレキシブル支持体（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｕｐｐｏｒｔ）を利用して、これらの欠点の克服を可能にする、凹面または凸面構造における少なくとも一つの欠損を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、放射部と受信部を備え、凹面または凸面構造における少なくとも一つの欠損を検出するための装置に関し、該装置は、いくつかの導電ストランド（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｓｔｒａｎｄ）からなり、水平面に対して+θ°及び−θ°で配置された２つの電流層を備える放射部を有し、フレキシブルな受信支持体（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ）上に付加またはエッチングされた磁場レシーバ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）を少なくとも一つ備える受信部を有することを特徴とする。
【００１０】
前記レシーバは、コイル、磁気レシーバ（ＧＭＲ、ＡＭＲ、ＧＭＩ、フラックスゲート（Ｆｌｕｘｇａｔｅ）、ＴＭＲ、ホール効果等）、または、そのようなレシーバのさまざまなタイプの組み合わせのものであってもよい。レシーバの向きは可変にすることができる。
【００１１】
有利には、図１１に示すように、受信部のフレキシブルフィルムは、チューブ径（Ｒ２）のバリエーションに適合するスリット１５を含み、好ましくは、フレキシブル支持体が割れるのを防ぐため、スリット１５の両端にホール１６が配置される。そして、前記フレキシブルフィルムは、検査される構造の内部表面にフレキシブル支持体１７を強制的に接触させる発泡体または弾性装置の上に配置される。
【００１２】
一実施形態において、本発明の装置は、（蒸気発生器チューブの場合における縦方向の欠損を通じて）影響が最小限にされ、且つ他の欠損（蒸気発生器の場合における横方向の欠損）の効果を最大化する、欠損の軸に沿って配向された電流層を備える。
【００１３】
一実施形態において、前記放射部は、影響を最小限に抑える欠損の軸に対して、+θまたは-θで配置された２つの電流層を備える。このように、前記構造において誘導される電流は、２つの電流層の電源電圧の振幅を変えることによって、+θまたは-θ（例えば、１０°）に配向させることができ、その結果、その影響が最小限である欠損が、仮に同じ軸の上で正確に配向されないとしても、同じプローブを用いることができる。
【００１４】
放射部のそれぞれの層は、剛体またはフレキシブル支持体上に配置されていてもよい。
【００１５】
有利には、放射部の各電流層は、互いに平行に直列または並列に接続された同様の導電性ストランドのセットと、各層に正弦波電流を供給する増幅部とを含む。
【００１６】
抵抗は、それぞれの導電性ストランドと直列に組み合わせることができる。
【００１７】
有利には、受信部のレシーバは、低ノイズ増幅部に結合される。
【００１８】
剛性の、またはフレキシブル磁性物質（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）（磁気テープ等）の一部は、放射部及びリターンワイヤー（ｒｅｔｕｒｎ ｗｉｒｅ）との間に配置しても良い。
【００１９】
有利には、受信部は、相互にずらされた少なくとも２つの柱（ｃｏｌｕｍｎ）に配置された受信機を備える。例えばカプトン（ｋａｐｔｏｎ）で作られている、フレキシブル支持体上にエッチングされたコイルの技術は、エアギャップを最小限に抑えることで、欠損の検出を良好にすることを確実にする一方で、検査が行われる構造表面へのマッチングを最適化することを可能にする。このようにして作られたフレキシブルプローブは、検査が行われる表面の曲率半径の変化などの様々な条件の下、欠損の検出及びこのタイプの外形に関する評価を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る装置は、検出されるべき欠損に良好に反応する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】蒸気発生器チューブの検査に関する問題を概略的に図示する。
【図２】本発明の装置の２つの実施形態を示す。
【図３】本発明の装置の２つの実施形態を示す。
【図４Ａ】外側の横方向の欠損による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す上面図である。
【図４Ｂ】外側の横方向の欠損による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す側面図である。
【図５Ａ】縦方向の欠損（ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｅｆｅｃｔ）による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す上面図である。
【図５Ｂ】縦方向の欠損による、誘導された電流における偏向をそれぞれ示す側面図である。
【図６Ａ】外部欠損４０％による、周波数関数（ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）としての基本構成のための図を示す。
【図６Ｂ】外部欠損４０％による、周波数関数としての基本構成のための図を示す。
【図７Ａ】外部欠損１００％による、周波数関数としての基本構成のための図を示す。
【図７Ｂ】外部欠損１００％による、周波数関数としての基本構成のための図を示す。
【図８Ａ】横方向の欠損４０％への反応の最大振幅に関し、基本構成を示す曲線を図示する。
【図８Ｂ】縦方向（ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｅｆｅｃｔ）の欠損への反応の最大振幅に関し、周波数関数として、基本構成を示す曲線を図示する。
【図８Ｃ】周波数関数としての前記横方向の欠損及び縦方向の欠損に関する、前記の２つの量の比について周波数関数として、基本構成を示す曲線を図示する。
【図９Ａ】検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構成を示す。
【図９Ｂ】検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構成を示す。
【図１０Ａ】磁気テープを挿入後、検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構造１０ｍｍの欠損の検出に対応する実験曲線を図示する。
【図１０Ｂ】磁気テープを挿入後、検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構造１０ｍｍの欠損の検出に対応する実験曲線を図示する。
【図１０Ｃ】磁気テープを挿入後、検査が行われる構造上の位置におかれた、本発明の装置の構造１０ｍｍの欠損の検出に対応する実験曲線を図示する。
【図１１】スリットを有する受信部を示す。
【図１２Ａ】１００ＫＨｚにおいて縦方向の欠損の方向感覚が失われた変化量を示す。
【図１２Ｂ】１００ＫＨｚにおいて縦方向の欠損の方向感覚が失われた変化量を示す。
【図１３】＋θ及び−θの方向感覚が失われた状態にある、２層の配置を示す。
【図１４】電流層のいくつかのストランドまたはストランドのセットが、どのように直列および／または並列に配置されるかを示す図である。
【図１５Ａ】レシーバのエアギャップの影響を示す。
【図１５Ｂ】レシーバのエアギャップの影響を示す。
【図１６Ａ】４０％の横方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１６Ｂ】４０％の横方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１６Ｃ】１００％の縦方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１６Ｄ】１００％の縦方向欠損への反応について、レシーバ間の最小間隔の測定を示す。
【図１７Ａ】１６個のレシーバを示す。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示される１６個のレシーバにより、レシーバ間のピッチを考慮に入れることによって得られる、４０％の横方向欠損に関するマップ（ｍａｐ）を示す。
【図１７Ｃ】図１７Ａに示される１６個のレシーバにより、レシーバ間のピッチを考慮に入れることによって得られる、１００％の縦方向欠損に関するマップを示す。
【図１８】本発明に係る装置の実施形態の図を示す。
【図１９】参照ハーフチューブ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｈａｌｆ−ｔｕｂｅ）の実施例の寸法特性（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を示す。
【図２０Ａ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２０Ｂ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２０Ｃ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２０Ｄ】参照ハーフチューブの図を示す。
【図２１】参照ハーフチューブにおける検査形態（ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）の図を示す。
【図２２Ａ】２４０ＫＨｚにおいて縦方向及び横方向の欠損によって得られたマップを示す。
【図２２Ｂ】２４０ＫＨｚにおいて縦方向及び横方向の欠損によって得られたマップを示す。
【図２３】測定配置（ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を示す。
【図２４Ａ】図２４Ａは、２４０ＫＨｚにおける実験データを示す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、２４０ＫＨｚにおけるシミュレーションデータを示す。
【図２５】シリンダ周囲上の層内のフォワード・ストランド（ｆｏｗａｒｄ ｓｔｒａｎｄ）及びリターン・ストランド（ｒｅｔｕｒｎ ｓｔｒａｎｄ）の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る装置の第１の実施形態は図２に示されており、チューブ中の渦電流を誘導することができる。前記第１の実施形態は、磁場を生成する直列或いは並列に接続された、同一且つ平行な１セットの導電ストランド３２からなる少なくとも一つの電流層２０を備えており、前記磁場は、前記電流層２０の下において、振幅及び方向においてほとんど一様に放射される。増幅部２４は、前記層２０に正弦波電流を供給する。受信部は、例えば、ケプトン（ｋａｐｔｏｎ）フィルム上でエッチングされた、コイル２８を備える。これらのコイルのそれぞれは、低ノイズ増幅部２９に連結していても良い。電流層２０は、チューブの軸に沿ってその方向が合わせられている場合、このチューブ内の縦方向の欠損に平行な電流を誘導できる。
【００２３】
図３に示された第２の実施形態において、本願発明の装置は、増幅部２４及び２５と共に各層が使用される、幾つかのストランド２２及び２３からなる２つの電流層２０及び２１を含む放射部を備える。これらの電流層２０及び２１は、これらの層から合成された層の方向が電源供給信号の振幅を同じ周波数で変えることによって調整されることができるように、水平面に対して＋１０°と−１０°に傾けて配置される。本実施形態において、前記２つの層は、それぞれケプトンでできたフレキシブル支持体にエッチングされる。プローブ内のそれらの直径は一定であるので、硬い芯材にそれらを巻いておくことができる。しかし、プリント回路の作成の際、前記ストランドの抵抗が異なる場合があり、そのために、不均一な磁場が放射される。ストランド２２若しくは２３のそれぞれに抵抗２６、２７を挿入することは、異なるストランド内の電流を均一にすることに寄与するので、電流は、前記抵抗によって必然的に一定になる。レシーバ部は、本発明の装置の空間分解能を増大するように、２つの柱に互い違いに置かれたコイル２８を備える。各レシーバ２８は、低ノイズ増幅部２９を有する。符号３０には、複雑な欠損を示す。
【００２４】
本発明の装置の第１の実施形態を記述することから始める。図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ上面図と側面図において別々に把握された、４０％の外部横方向の欠損からなる２つの成分の存在下における誘導電流の経路を示す。これらの図は、チューブ３１、電流層２０、欠陥３２及び誘導電流３３を示す。図５Ａ及び５Ｂは、縦方向の（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）欠陥３５のために、同様な図を示す。４０％の外部横方向の欠損による応答と比較すると、縦方向の欠損が強い放射磁場を与えると直感的に予想されうる欠損であるという事実は、この欠損のための誘導電流の偏向が非常に低いという事実によって補償される。
【００２５】
実験結果は、縦方向の欠損の存在下において横方向の欠損を検出するための本発明の装置の第１の実施形態の利点を示す。受信部は、マイクロコイル（ｍｉｃｒｏ−ｃｏｉｌ）を備えており、前記受信部の放射部の層と前記マイクロコイルは、フレキシブルし自体の柔軟性による利益を得るために、カプトンフィルム上にエッチングされる。
【００２６】
本発明の装置におけるパラメータの最適化
図６Ａ及び６Ｂ、７Ａ及び７Ｂは、それぞれ、チューブの厚さの４０％の高さのある横方向の欠損（図６Ａ及び図６Ｂ）と、層の配向に平行な軸を有する縦方向の欠損（図７Ａ及び図７Ｂ）の全シミュレーションのために使用された基本的な構成を示す。これらの図はチューブ４０、前記チューブの軸４１、受信コイル４３及び電流層４４及び欠損４５を示す。
【００２７】
本実施形態は、１００ＫＨｚ以上の動作周波数を利用するものである。２４０ＫＨｚ及び６００ＫＨｚを利用できる。複雑な欠損のうち、これらの周波数における横方向の寄与は、個別の機能モードにおける従来のプローブの利用の場合よりも良好であり、周波数が低い場合に、さらに良好である（図８Ａ、８Ｂ及び８Ｃを参照） 。
【００２８】
１．放射部
図９Ａ及び９Ｂは、検査される構造上の位置における装置の構成を示す：放射部は、チューブ５６の内周上に一定の直径を有する層５５と（本実施形態の配置において前記層の周縁効果が無いことに注意する）、前記チューブの中心を通過する電源リターンワイヤ５７（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｔｕｒｎ ｗｉｒｅ）と、から成る（受信部は、符号５２である）。
【００２９】
層５５内の電流は電源リターンワイヤ５７内の電流と必然的に同じであるので、前記ワイヤ５７は、前記層５５によって生成される磁場を打ち消そうとする磁場を生成する可能性がある。硬質な或いはフレキシブルな（例えば、ナノ結晶材料で作られた）磁性材料部６２が、仮に、放射部（層６０及び６１）とリターンワイヤ５７との間に挿入される場合、また、仮に、例えば、図１０Ａ及び１０Ｂにおいて示されるような放射部にできるかぎり接近して置かれている場合、テープ６２は、電源リターン（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｔｕｒｎ）の効果を相殺し、前記層５５によって放射する磁場を増幅する。
【００３０】
図１０Ｃは、１０ｍｍ長の欠損の検知に対応する２本の実験曲線を含んでおり、第１の実験曲線は、層及び層中のコンダクタの戻りの間に磁気部が無い状態であり（曲線ａ）、第２の実験曲線は層上に配列されたナノ結晶材料から成る磁気テープが存在する状態（曲線ｂ）である。層が放射する磁場の増加に起因して、欠損の兆候は、磁場部の存在によって増幅される。それ故、このテープ６２は、非常に有益である。
放射部は電流層タイプの誘導コイルを備えており、前記誘電コイルは、層の方向が欠損の方向に対して平行な場合、縦方向の欠損の応答を最小化する（図１２Ａ及び１２Ｂを参照）。縦方向の欠損の方向の角度が数度喪失されることは、複雑な欠損のうちの縦方向の寄与によって、痕跡の大きさに大きく影響する増加をもたらす。縦方向の欠損に対する応答は、横方向の欠損に起因して更に大きくなるので、このことは、本発明の装置にとって大きな問題である。したがって、層の配向を調節できるということは有用である。
【００３１】
そこで、図１３に示すように、上下に配列され且つチューブ７２の軸から＋１０°及び−１０°だけ方向が失われた２つの放射層７０、７１を検討する（実際には、影響が最小限にされる、いわゆる縦方向のノッチ（ｎｏｔｃｈ）は、チューブ軸に対し＋１０°及び−１０°の間の極端な方向で作られると考えられる場合において）。図１３は、図３に示された第２実施形態に対応するものである。横方向の欠損の検出時における縦方向の欠損の影響を低減するため、層７０及び層７１のそれぞれの電源電圧を変えることによって、チューブ中の渦電流は、必要に応じて、向きを揃えることができる。互いに９０°で配向された２つの層を備えた配置も可能であり、あらゆる方向に電流を向けることができる（Ｒ４）。十分に均一な電流を得るため、図１３で特定された２つの各々層７０及び７１は、例えば、各ストランド中にほぼ同一の電流を得るために選択された数オームの抵抗７３と直列に配置されている、図１４で特定した１６個の基本的なストランドを含む。図１４の概略図に示されるように、電源とのインピーダンス整合を良好に行うために、幾つかのストランドは並列の関係にあり、他方のストランドは直列の関係にある。１００ｍＡオーダーの電源電流７５は、本発明の装置の本体に配置された２つのバッファによって出力される。
【００３２】
前記の層は、他の構成も可能であって、シリンダの周縁上の前方ストランド（ｆｏｒｗａｒｄ ｓｔｒａｎｄ）と、前記シリンダの周縁上の他の箇所に配置された同数のリターンストランド（ｒｅｔｕｒｎ ｓｔｒａｎｄ）を備えていても良い。例えば、図２５に示されるように、２つの前方ストランドと２つのリターンストランドが、全く反対の部分に全て直列に配置されていても良い。この場合、前記層の下の領域のみを使用することができる。この場合、レシーバは前記シリンダの全周囲を覆うことができないので、このような構成は、いくつかのレシーバを有する回転式プローブを作成する場合に利用される。
【００３３】
２．受信部
前記層の空隙が３ｍｍで一定の場合における、レシーバと欠損に応答する部分（チューブ）との間の前記空隙の影響を図１５Ａ及び１５Ｂに示す。レシーバの応答は、この空隙に対して極めて影響を受けやすく、検査される部位との間の空隙にあまり影響を受けない放射部と異なっている。レシーバ５２は、チューブの表面にできるだけ近接していなければならない。特に、空隙の変化の信号が欠損に起因する信号と干渉しないように、本発明の装置が設置されている間、前記空隙は一定でなければならない。本発明の装置は、有限の、または極めて多数のレシーバを含んでいても良く、プローブは、前記部位の表面上において置き換えられ、有限の数の経路を有する構造の全体の表面を検査する。チューブを検査する際、チューブの内部表面全体を検査できるように、充分な数のレシーバがプローブの全体の周囲に配置され且つ前記プローブがチューブの軸に沿って置き換えられている。或いは、幾つかのレシーバが使用され（有利には、異なる種類であり、異なる方向を有している）、前記プローブがらせん状に駆動される。全ての場合における結果として、後処理が実施できるように、良好な空間分解能を有するマップとなる。
【００３４】
図１６Ａ及び１６Ｂと、第２に図１６Ｃ及び１６Ｄに示されるシミュレーションは、１００ＫＨｚで行われたものであって、各マッピングの最大値を通過するＹ軸に沿った４０％の外部横方向の欠損のマッピングからのラインの抽出と、前記Ｙ軸に沿った１００％の縦方向の欠損のマッピングからのラインの抽出を示す。
【００３５】
チューブ内の複雑な欠損を検出するために、隣接する二つのレシーバの間隔は、１．２ｍｍ未満（最大振幅の８０％を有する）であり、それゆえに１００％の縦方向欠損の痕跡に関しても、十分な空間分解能を得ることになる。チューブの周囲全体にわたって分布された６４個のレシーバ（３２個のレシーバから成る２つのライン）を備えることによって、チューブの１／４のプローブ測定間隔は、約１ｍｍに固定される。
【００３６】
寸法上の理由により、受信コイル８０は、図１７Ａに示すように、２つのライン上に互い違いに配置されている。このタイプのレシーバ間の間隔で、１６個のレシーバを備えたプロトタイプのチューブの１／４のプローブの場合において、４０％の貫通する欠損及び１００％の縦方向の欠損についてシミュレートした画像マッピングは、図１７Ｂ及び１７Ｃにそれぞれ示されている。
【００３７】
コイルは、チューブに垂直な方向の磁場の成分を単に測定できるだけなので、コイル以外のレシーバを使用することも可能である。例えば、磁気レシーバ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）（ＧＭＲ、ＧＭＩ、ＡＭＲ、フラックスゲート（ＦｌｕｘＧａｔｅ）、ホール効果（Ｈａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ）等）を使用することができる。これらの構成要素は、フレキシブルフィルムをエッチング又はフレキシブルフィルム上に付け加えることができる。また、欠損に起因する、チューブに対して垂直な磁場の成分、軸方向の磁場の成分、或いは輪状の磁場の成分を測定できるように、選択され、或いはその方向を合わせても良い。異なる欠損を検知できるように、幾つかのレシーバの組み合わせを単一のプローブ（回転型、或いは多素子型）の内部に入れておくことは可能である。特に、感度の高い軸が円周方向に沿って配向されるＧＭＲの使用は、３６０°の円周方向の欠損を最適に検出することを可能にする。このような欠損は、磁場の垂直方向の成分を測定することにより検出できるものではない。
【００３８】
３．まとめ
上記の構成要素は、本発明に係る装置の主な幾何学的特性を付与し、図１８に示すプローブの種々の部分を明細書に定義する。特に：
− 種々のカプトン＋磁気テープ＋フォーム（ｆｏａｍ）８１：受信コイルを有するカプトン、及び＋１０°及び−１０°において２層を有するカプトン
− 本発明に係る装置に搭載された電子機器８２；各受信コイルに対し、２層の電源バッファ及び１つのプリアンプ、
− データ処理装置に接続されている接続ケーブル８３、
− ２つのセンタリング・リング（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｒｉｎｇ）８４、８５及びレシーバ備えるプローブの本体 − 層コネクタ（ｌａｙｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）８６、である。
【００３９】
（実施例）
９００ＭＷの蒸気発生器のチューブの直径と同じ直径を有するインコネル（登録商標）６００のハーフチューブが、本発明の装置をテストするために作成された。前記ハーフチューブは、選択された幾何学的な寸法が厳密である変形ゾーン（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）を有する（図１９に示された寸法の特性を参照）。前記変形ゾーンの前方及び後方において、前記ハーフチューブの内径は、１９．６８ｍｍから２０．３６ｍｍまでの間で変動する。
【００４０】
図２０は、前記ハーフチューブの説明を含む。単純な欠損が、前記ハーフチューブに付けられていた。これらの欠損は、電気腐食（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｅｒｏｓｉｏｎ）によって生成された。すなわち、
【００４１】
この例示的な実施形態では、+１０°及び−１０°における２つの層と２つの抵抗の直列（１層当たり１つの抵抗の直列）が、放射カプトンフィルム（誘導コイル）上で使用されている。１６個のコイル（２面を有する）及びコネクタは、受信カプトンフィルム上において使用されている。チューブの直径の変動に適合することができるように、切り込み（ｎｏｔｃｈ）がカプトンフィルムに形成される。受信カプトンフィルム（ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｋａｐｔｏｎ ｆｉｌｍ）は発泡材の欠片上に割り込ませており、前記発泡剤の欠片は前記受信カプトンフィルムが変形にぴったり合うようにしている。
【００４２】
電子部品は、各レシーバ用の低ノイズの増幅部と、２つの層に電力を供給するバッファを備える。このように形成されたプローブは、チューブ内の所定の位置に保持されるように、その両端部のそれぞれにセンタリング・リング（ｃｅｎｔｒｉｎｇ ｒｉｎｇ）を備えている。
【００４３】
変形ゾーンを通過する際、花冠（ｃｏｒｏｌｌａ）の形状で開くカプトンフィルムの受信コイルの良好な機械的動作は、変形ゾーンを有する蒸気発生器のチューブと正確に同じ直径を有するプレキシガラス（登録商標）チューブを用いて、視覚的に検証される。
【００４４】
実施された実験的な条件は、以下のとおりである：
− 使用された処理装置： Ｍ２Ｍ ６４−チャネル ＭｕｌｔｉＸ 渦電流装置、
− 注入部： 内側層用のストランド当たり３０ｍＡ且つ外側層用のストランドあたり２５ｍＡ、
− 周波数： ２４０ＫＨｚ、
− ゲイン： ５０ｄＢ。
【００４５】
ハーフチューブ（ｈａｌｆ−ｔｕｂｅ）の（図２１に示すような）代表的な部分において、プローブの変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）１０２とチューブを表す１０３を用いて、６ｍｍ長の４０％の外側の横断方向の切り込み１００と、７ｍｍ長の１００％長さ方向の切り込みに、テストを行う。このテストは、本実施形態の方法において作成されたプローブが、単純な（縦方向と横方向の）欠損の検出のために予想されることに対応する正しい信号を与えることを照明する。
【００４６】
図２２Ａ及び２２Ｂは、プローブを用いた２番目（Ｎｏ．２）のハーフチューブ内の検査によって得られた、２４０ＫＨｚにおけるマップを示す。図２３に示すように、最初の観測は、プレーン部（ｐｌａｎｅ ｐａｒｔ）内における４０％の横方向の欠損１０４に対してであり、変形ゾーン内の同じ欠損１０５に続けられる。前記２つの欠損の痕跡は類似している。第一に、最大振幅が同程度の大きさであって、第二に変形ゾーンの幾何学的特性が厳格であるが、変形ゾーンに起因する痕跡が現れないと、考えることができる。
【００４７】
図２４Ａ及び図２４Ｂは、分離された４０％の外部横方向の欠損についての実験データとシミュレーションの間における率（ｍｏｄｕｌｕｓ）の比較を示す。特に、横軸は、レシーバの２つのライン間のオフセットを考慮することによって、修正されている。データが良く一致していることが分かり、発泡体及び切り込みが形成されているカプトンとの関係が、実際に３Ｄ（３次元）の変形表面である変形ゾーンを完全に追跡できることを実証している。前記結果は、本発明に係る装置が、検出されるべき欠損に良好に反応することを示している。
【００４８】
（参考文献）
［１］ 米国特許第７，０４９，８１１号明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射部と受信部を備え、凹面または凸面構造中の少なくとも１つの欠損を検出するための装置であって、
前記放射部は、いくつかの導電ストランド（２０，２１）から成る２つの電流層を備え、前記電流層は、水平面に対してその一つの層が＋θ°で配置され、他の層が−θ°で配置されており、
前記受信部は、フレキシブルな受信支持体上に付加またはエッチングされた、少なくとも１つの磁場レシーバ（２８）を備えることを特徴とする、検出用装置。
【請求項２】
いくつかのレシーバがコイルである、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項３】
いくつかのレシーバが、検査される表面に対して垂直の軸に沿って配向、または前記表面と同一平面上に配列された高感度の軸を有する磁場レシーバである、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項４】
前記放射部のそれぞれの層がフレキシブルな支持体上に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
フレキシブルな受信フィルムのそれぞれが、両端に穴（１６）を有するスリット（１５）を備え、発泡体の欠片の上に押し込まれた、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項６】
前記θ＝１０°である、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項７】
すべての方向に電流を合わせることができるように、互いに９０ °で配向された二層を備える、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項８】
前記放射部（２０，２１）のそれぞれの電流層は、互いに平行な一組の同一の導電ストランドを備え、前記導電ストランドの幾つかは直列に接続され、他の導電ストランドは平行に接続されている、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項９】
各ストランド（２２，２３）と直列である抵抗（２６，２７）を含む、請求項８に記載の検出用装置。
【請求項１０】
増幅部（３３）が、放射部において各電流層に正弦波電流を供給する、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項１１】
レシーバが、低ノイズ増幅部（２９）と結合されてなる、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項１２】
放射部（６０，６１）とリターンワイヤー（５７）との間に配置された磁性物質からなる部分（６２）を備える、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項１３】
受信部が、互い違いに配列された少なくとも２つの縦の列上に配置されたレシーバを備える、請求項１記載の検出用装置。
【請求項１】
放射部と受信部を備え、凹面または凸面構造中の少なくとも１つの欠損を検出するための装置であって、
前記放射部は、いくつかの導電ストランド（２０，２１）から成る２つの電流層を備え、前記電流層は、水平面に対してその一つの層が＋θ°で配置され、他の層が−θ°で配置されており、
前記受信部は、フレキシブルな受信支持体上に付加またはエッチングされた、少なくとも１つの磁場レシーバ（２８）を備えることを特徴とする、検出用装置。
【請求項２】
いくつかのレシーバがコイルである、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項３】
いくつかのレシーバが、検査される表面に対して垂直の軸に沿って配向、または前記表面と同一平面上に配列された高感度の軸を有する磁場レシーバである、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項４】
前記放射部のそれぞれの層がフレキシブルな支持体上に配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
フレキシブルな受信フィルムのそれぞれが、両端に穴（１６）を有するスリット（１５）を備え、発泡体の欠片の上に押し込まれた、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項６】
前記θ＝１０°である、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項７】
すべての方向に電流を合わせることができるように、互いに９０ °で配向された二層を備える、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項８】
前記放射部（２０，２１）のそれぞれの電流層は、互いに平行な一組の同一の導電ストランドを備え、前記導電ストランドの幾つかは直列に接続され、他の導電ストランドは平行に接続されている、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項９】
各ストランド（２２，２３）と直列である抵抗（２６，２７）を含む、請求項８に記載の検出用装置。
【請求項１０】
増幅部（３３）が、放射部において各電流層に正弦波電流を供給する、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項１１】
レシーバが、低ノイズ増幅部（２９）と結合されてなる、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項１２】
放射部（６０，６１）とリターンワイヤー（５７）との間に配置された磁性物質からなる部分（６２）を備える、請求項１に記載の検出用装置。
【請求項１３】
受信部が、互い違いに配列された少なくとも２つの縦の列上に配置されたレシーバを備える、請求項１記載の検出用装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１６Ｄ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１７Ｃ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【公表番号】特表２０１３−５００４８８（Ｐ２０１３−５００４８８Ａ）
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２２１５９（Ｐ２０１２−５２２１５９）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６０９３５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２６３９
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０６４２３２９１）コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ (85)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＭＭＩＳＳＡＲＩＡＴ Ａ Ｌ’ＥＮＥＲＧＩＥ ＡＴＯＭＩＱＵＥ ＥＴ ＡＵＸ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＳ
【出願人】（５０９２８９４３４）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６０９３５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２６３９
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０６４２３２９１）コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ (85)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＭＭＩＳＳＡＲＩＡＴ Ａ Ｌ’ＥＮＥＲＧＩＥ ＡＴＯＭＩＱＵＥ ＥＴ ＡＵＸ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＳ
【出願人】（５０９２８９４３４）
【Ｆターム（参考）】
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