回転渦電流探傷プローブ
【課題】回転渦流プローブの移動方向と直交する方向のキズを含めて全方向のキズを検出できる回転渦流プローブを提供する。
【解決手段】４個のΘ型の渦電流探傷プローブＰ１１〜Ｐ２２は、回転ディスク１１１の回転の中心Ｄｓ１の周囲に配置され、回転ディスク１１１内に埋め込まれている。それらの渦電流探傷プローブＰ１１〜Ｐ２２の検出コイルＤｃ１１〜Ｄｃ２２のコイル面は、互いに平行するように配置されており、また、回転ディスク１１１の回転面に対して垂直になっている。それらの検出コイルのコイル面は、渦電流探傷プローブＰ１１，Ｐ１２の中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２を通る線Ｙ１に対してθ傾斜している。検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２は和動接続され、検出コイルＤｃ２１，Ｄｃ２２は差動接続されている。
【解決手段】４個のΘ型の渦電流探傷プローブＰ１１〜Ｐ２２は、回転ディスク１１１の回転の中心Ｄｓ１の周囲に配置され、回転ディスク１１１内に埋め込まれている。それらの渦電流探傷プローブＰ１１〜Ｐ２２の検出コイルＤｃ１１〜Ｄｃ２２のコイル面は、互いに平行するように配置されており、また、回転ディスク１１１の回転面に対して垂直になっている。それらの検出コイルのコイル面は、渦電流探傷プローブＰ１１，Ｐ１２の中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２を通る線Ｙ１に対してθ傾斜している。検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２は和動接続され、検出コイルＤｃ２１，Ｄｃ２２は差動接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、複数の渦電流探傷プローブを回転ディスクに取付け、その回転ディスクを回転しながら移動（走査）して探傷する回転渦電流探傷プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転ディスクに複数個の渦電流探傷プローブを取付け、その回転ディスクを回転させながら移動させることにより、金属等の導電体における全方向のキズを探傷する回転渦電流探傷プローブが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
なお、本願において、渦電流探傷プローブを渦流プローブと呼び、回転ディスクに複数の渦電流探傷プローブを取付けた物を回転渦電流探傷プローブと呼ぶ。また、回転渦電流探傷プローブを回転渦流プローブと適宜略す。
また、コイル軸とは、コイルを構成する巻き線における螺旋状巻回の中心となる軸をいい、コイル面とは、コイル軸に垂直な面をいう。
【０００３】
図７により、回転ディスクに４個の渦流プローブを取付けた従来の回転渦流プローブを説明する。
図７（ａ１）は、回転渦流プローブと被検査体の平面図、図７（ａ２）は、図７（ａ１）のＸ４部分の矢印方向の断面図、図７（ｂ）は、回転渦流プローブによって検出されたキズ信号の振幅特性を示すグラフである。
【０００４】
回転渦流プローブＲＰ２は、４個のΘ型の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４と回転ディスク２１１とを備え、渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４は、回転ディスク２１１内にモールドにより埋め込まれ、キズの有無を検査される被検査体２２の検査面に対向するように配置されている。Θ型の渦流プローブは、被検査体に渦電流を励起する励磁コイルと、励磁コイルの内側に配置され被検査体に励起された渦電流を検出する検出コイルを有し、両コイルは、それぞれのコイル面が互いに垂直になるように配置されている。励磁コイルのコイル面は、回転ディスク２１１の回転面に対して平行であり、検出コイルのコイル面は、回転ディスク２１１の回転面に対して垂直になっている。また回転ディスク２１１は、回転軸２１２が回転することによって回転し、回転軸２１２は、モータ（図示せず）によって回転される。
４個の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４は、回転の中心Ｄｓ２の周囲に周方向に順に略等間隔（９０度間隔）で配置されており、４個の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４の内、渦流プローブＰ３１，Ｐ３３は回転の中心Ｄｓ２を挟んだ両側に位置し、渦流プローブＰ３２，Ｐ３４も回転の中心Ｄｓ２を挟んだ両側に位置する。即ち４個の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４は、渦流プローブＰ３１，Ｐ３３の組と、渦流プローブＰ３２，Ｐ３４の組の２つの組からなり、一方の組の検出コイルと他方の組の検出コイルは、コイル面が互いに垂直になり、コイル軸も互いに垂直になっている。
【０００５】
ここで図７（ａ１）の被検査体２２を回転渦流プローブＲＰ２により探傷したときに検出されるキズ信号について説明する。
被検査体２２の検査面には、回転渦流プローブＲＰ２の移動方向（Ｘ５方向）に平行な長いキズＦ３１、移動方向と斜めに交差するキズＦ３２、移動方向と直交するキズＦ３３が形成されている。キズＦ３１，Ｆ３２，Ｆ３３のサイズは、いずれも長さ（長辺の長さ）１５０ｍｍ、幅（短辺の幅）０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍである。
回転渦流プローブＲＰ２は、励磁コイルによって被検査体に渦電流を励起し、被検査体に励起された渦電流を検出コイルによって検出し、検出コイルによって検出した信号に基づいてキズを検出する。４個の検出コイルは、和動接続されている。この検出コイルが検出した信号をキズ信号と呼ぶ。
回転渦流プローブＲＰ２を回転させながら被検査体２２の検査面に沿ってＸ５方向へ移動させると、キズＦ３１，Ｆ３２に起因するキズは検出できるが、キズＦ３３に起因するキズは十分には検出できない。即ちキズＦ３３に起因するキズ信号は、図７（ｂ）のようになる。図７（ｂ）において、縦軸の検出比は、検出されたキズ信号の最大振幅との比を表わし、横軸は、回転渦流プローブＲＰ２のＸ５方向の移動幅を表す。また横軸の０点は、回転渦流プローブＲＰ２の回転の中心Ｄｓ２がキズＦ３３の真上に移動したときの位置に相当する。図中の四角の破線は、キズＦ３３の前後においてキズ信号の検出比が−３ｄＢ以上となる範囲と、キズの検出を行うことができる回転渦流プローブの移動幅の範囲とを示す。ここで、−３ｄＢは一般にキズ検出に対して有効と考えられている信号検出比であり、−３ｄＢ以上のときにキズがあると判断する。
図７（ｂ）の場合、キズが有るにも拘わらず、図中の矢印の２箇所においては、キズ信号の検出比が−３ｄＢ未満となっており、キズ信号の検出が困難となる領域の存在を示している。
従来の回転渦流プローブは、前記のように回転渦流プローブの移動方向と直交する方向のキズは検出が困難なため、全方向のキズ検出用の回転渦流プローブとしては検出力が不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４８１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、その点に鑑み回転渦流プローブの移動方向と直交する方向のキズを含めて全方向のキズを検出できる回転渦流プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、被検査体のキズを探傷する回転渦電流探傷プローブにおいて、回転ディスク（１１１）と、前記回転ディスク（１１１）の回転の中心（Ｄｓ１）の周囲に円周方向に略等間隔で取り付けられた４個のΘ型の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）と、を備え、前記４個の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）は、回転の中心（Ｄｓ１）を挟んだ両側に位置する２個の渦電流探傷プローブを１組とする２組からなり、前記被検査体に電流を励起する励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）と、前記被検査体に励起された電流を検出する検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）と、を有し、前記励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して平行であり、前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して垂直であり、前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は互いに平行であり、且つ前記２組の渦電流探傷プローブの内の一方の組の２個の渦電流探傷プローブのそれぞれの中心を通る線（Ｙ１）に対して所定角度（θ）傾斜し、前記一方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ１２）は和動接続され、他方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ２１，Ｄｃ２２）は差動接続されていることを特徴とする回転渦電流探傷プローブを提供する。
【０００９】
本発明によれば、回転渦電流探傷プローブは、被検査体のキズの方向に関係なく全方向のキズを漏れなく検出できる。また本願発明の回転渦電流探傷プローブは、回転渦流プローブの１回の移動（走査）で探傷できる範囲が広く、従来の回転渦電流探傷プローブの探傷範囲は２ｍｍ程度であるが、本願発明の回転渦電流探傷プローブの探傷範囲は１０ｍｍ以上になる。したがって本願発明の回転渦電流探傷プローブは、１回の探傷で広い範囲の探傷が可能になり、探傷時間を短縮することができる。
【００１０】
好ましくは、前記所定角度（θ）は、１５〜６０度であり、最適には４５度である。検出コイルのコイル面の傾斜角度（θ）をそうすることにより、キズの方向によるキズ信号のばらつきを少なくすることができる。
【００１１】
好ましくは、前記一方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ１１，Ｐｓ１２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ１）と、前記他方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ２１，Ｐｓ２２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ２）との比（Ｗ１：Ｗ２）は、１：１〜１：３である。比（Ｗ１：Ｗ２）を１：１〜１：３の範囲に設定することによりキズの方向によるキズ信号のばらつきを更に少なくすることができる。
【００１２】
好ましくは、前記比（Ｗ１：Ｗ２）は、前記被検査体の検査面が曲率を有する場合１：１．７５である。そうすることによって、曲率を有する被検査体の検査面のキズを検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転渦電流探傷プローブは、被検査体のキズの方向に関係なく全方向のキズを漏れなく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本願発明の実施形態に係る回転渦流プローブの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の回転渦流プローブの過流プローブの位置関係を説明する図である。
【図３】図３は、図１の回転渦流プローブによって検出されるキズ信号を説明する図である。
【図４】図４は、ΔｄＢを説明する図である。
【図５】図５は、プローブ角度とΔｄＢとの関係を示す図である。
【図６】図６は、距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）とΔｄＢとの関係を示す図である。
【図７】図７は、従来の回転渦流プローブの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３により本願発明の実施形態に係る回転渦流プローブを説明する。
まず図１について説明する。
図１（ａ１）は、回転渦流プローブと被検査体の平面図、図１（ａ２）は、図１（ａ１）のＸ１部分の矢印方向の断面図、図１（ｂ１）は、Θ型の渦流プローブの斜視図、図１（ｂ２）は、Θ型の渦流プローブの平面図である。
【００１６】
回転渦流プローブＲＰ１は、４個のΘ型の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２（以下、Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２を総称するときはＰと記す）と回転ディスク１１１とを備え、渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、回転ディスク１１１内にモールドにより埋め込まれ、キズの有無を検査される被検査体１２の検査面に対向するように配置されている。回転ディスク１１１は、回転軸１１２が回転することによって回転し、回転軸１１２は、モータ（図示せず）によって回転される。またΘ型の渦流プローブＰは、被検査体に渦電流を励起する励磁コイルＥｃと、励磁コイルＥｃの内側に配置され被検査体に励起された渦電流を検出する検出コイルＤｃを有し、両コイルは、それぞれのコイル面が互いに垂直になるように配置されている。励磁コイルＥｃのコイル面は、回転ディスク１１１の回転面に対して平行になっており、検出コイルＤｃのコイル面は、回転ディスク１１１の回転面に対して垂直になっている。
回転渦流プローブＲＰ１は、励磁コイルによって被検査体に渦電流を励起し、被検査体に励起された渦電流を検出コイルによって検出し、検出コイルによって検出した信号に基づいてキズを検出する。この検出コイルが検出した信号をキズ信号と呼ぶ。
ここで渦流プローブＰは、回転ディスク１１１内に埋め込まれる代わりに、板状体からなるディスクに渦流プローブＰを嵌め込む開口部を形成して、その開口部に取り付けられてもよいし、或いは取付け具を用いて回転ディスク１１１に取り付けられてもよい。したがって本願は、回転ディスク１１１内に渦流プローブＰが埋め込まれる手段を含めて渦流プローブＰが回転ディスク１１１に取り付けられるという。
なお図１（ｂ２）のＰｓは、励磁コイルＥｃの中心を表している。
４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、回転渦流プローブＲＰ１の回転の中心Ｄｓ１の周囲に周方向に順に略等間隔（９０度間隔）で配置されており、４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２の内、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２は回転の中心Ｄｓ１を挟んだ両側に位置し、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２も回転の中心Ｄｓ１を挟んだ両側に位置する。即ち４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の組と、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２の組の２つの組からなる。
【００１７】
渦流プローブＰ１１，Ｐ１２のそれぞれの検出コイルは、和動接続され、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２のそれぞれの検出コイルは、差動接続されている。なお和動接続とは、２個のコイルの電流の方向が同じになる接続の仕方で、例えば、２個のコイルの巻き方向が同じ場合、一方のコイルの巻き終りと他方のコイルの巻き初めを接続し、２個のコイルの巻き方向が逆の場合、一方のコイルの巻き終りと他方のコイルの巻き終りを接続する。また差動接続とは、２個のコイルの電流の方向が逆になる接続の仕方で、例えば、２個のコイルの巻き方向が同じ場合、一方のコイルの巻き初めと他方のコイルの巻き初めを接続し、２個のコイルの巻き方向が逆の場合、一方のコイルの巻き終りと他方のコイルの巻き初めを接続する。
被検査体１２の検査面には、回転渦流プローブＲＰ１の移動方向（Ｘ２方向）に平行な長いキズＦ１１、移動方向と斜めに交差するキズＦ１２、移動方向と直交するキズＦ１３が形成されている。
【００１８】
次に図２により図１の回転渦流プローブＲＰ１の４個の渦流プローブＰの位置関係について説明する。
まず図２（ａ）について説明する。
渦流プローブＰ１１，Ｐ１２は、回転渦流プローブの回転の中心（回転ディスクの回転の中心）Ｄｓ１を挟んだ両側に位置し、両渦流プローブのそれぞれの中心（励磁コイルＥｃ１１，Ｅｃ１２の中心）Ｐｓ１１，Ｐｓ１２は、回転の中心Ｄｓ１を通る線Ｙ１上に並んでいる。同様に渦流プローブＰ２１，Ｐ２２は、回転渦流プローブの回転の中心（回転ディスクの回転の中心）Ｄｓ１を挟んだ両側に位置し、両渦流プローブのそれぞれの中心（励磁コイルＥｃ２１，Ｅｃ２２の中心）Ｐｓ２１，Ｐｓ２２は、回転の中心Ｄｓ１を通る線Ｙ２上に並んでいる。そして線Ｙ１、Ｙ２は、直交している。したがって４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、回転の中心Ｄｓ１の周囲に円周方向に略同じ間隔（９０度間隔）で配置されている。
【００１９】
４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２の検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２は、それぞれのコイル面が互いに平行になるように配置されている。そして、検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２のコイル面は、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２を通る線Ｙ１に対して所定角度θ傾斜するように配置されている（以下、検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２のコイル面と渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２を通る線Ｙ１とがなす角度をプローブ角度という）。なおこの場合、検出コイルＤｃ２１，Ｄｃ２２のコイル面も、検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２のコイル面と平行であるから、線Ｙ１に対して角度θ傾斜している。また４個の検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２のそれぞれのコイル面の傾きは、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２の中心Ｐｓ２１，Ｐｓ２２を通る線Ｙ２を基準にして定めてもよい。
【００２０】
プローブ角度が角度θ傾斜するように検出コイルを配置する理由について説明する。
渦流プローブにおいては、検出コイル面に平行なキズが検出コイル下面を通過する際にキズ信号が得られる。従来の方式のように、各検出コイル面が回転渦流プローブの中心から周囲に放射状になっている回転渦流プローブにおいても全方向のキズが検出できるが、被検査体が鋼管である場合には、検出コイルと鋼管表面のキズとのギャップ（リフトオフという）が、管軸方向のキズを検出コイルが通過するときに比べ、管周方向のキズを検出コイルが通過するときに大きくなり、キズ信号の大きさに差が生じる。
これに対し、本発明のように所定の角度を設けることによって、管軸方向のキズと検出コイル面とのギャップと、管周方向のキズと検出コイル面とのギャップとを均等にすることができるので、キズ信号の大きさの差を小さくすることができる。
プローブ角度θは、０度＜θ＜９０度の範囲に設定できるが、１５〜６０度の範囲が好ましく、特に４５度が好ましい。その詳細については後述する。
【００２１】
次に図２（ｂ）について説明する。
図２（ｂ）は、図２（ａ）の回転渦流プローブにおいて、４個の渦流プローブについて回転渦流プローブの回転の中心Ｄｓ１からの距離の設定の仕方を説明する図である。なお図２（ｂ）の渦流プローブ、励磁コイル、及び検出コイルの符号は、図２（ａ）と同じであるから省略する。
渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の組は、回転の中心Ｄｓ１からそれぞれの渦流プローブの中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２への距離をＷ１に設定され、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２の組は、回転の中心Ｄｓ１からそれぞれの渦流プローブの中心Ｐｓ２１，Ｐｓ２２への距離をＷ２に設定されている。距離Ｗ１、Ｗ２は、例えばＷ１＝４．２ｍｍ、Ｗ２＝７．２ｍｍに設定する。距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）は、１：ｎ（ｎ＝１以上）に設定できるが、被検査体が平板状の場合、１:１〜１:３の範囲が好ましく、被検査体が管状等であって検査面が曲率を有する場合、１:１．７５付近が好ましい。その詳細については後述する。また渦流プローブＰの検出コイルの接続は、距離Ｗ１＞Ｗ２の場合は、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２のそれぞれの検出コイルを差動接続し、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２のそれぞれの検出コイルを和動接続する。
【００２２】
図３は、本願発明の実施形態に係る回転渦流プローブの実験結果を示す。
図３（ａ１），（ａ２）は、被検査体が板状体の場合であり、図３（ｂ１），（ｂ２）は、被検査体が管状体の場合である。なお回転渦流プローブＲＰ１の図２（ａ）でのプローブ角度θは、４５度に設定し、図２（ｂ）において示した距離Ｗ１、Ｗ２は、Ｗ１＝４．２ｍｍ、Ｗ２＝７．２ｍｍに設定したものを用いた。
まず図３（ａ１），（ａ２）について説明する。
図３（ａ１）において被検査体１２は板状体で、その検査面に回転渦流プローブＲＰ１の移動方向（Ｘ２方向）に平行な長いキズＦ１１、移動方向と斜めに交差するキズＦ１２、移動方向と直交するキズＦ１３が形成されている。キズＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３のサイズは、いずれも長さ（長辺の長さ）１５０ｍｍ、幅（短辺の幅）０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍである。また回転渦流プローブＲＰ１の回転ディスク１１１は直径３５ｍｍであり、励磁コイルは線径０．１６ｍｍの導線を１８０回巻き、その外形は（縦）４ｍｍ×（横）４ｍｍ×（高さ）２．５ｍｍの円形であり、検出コイルは線径０．０５ｍｍの導線を１２０回巻き、その外形は（縦）３．３ｍｍ×（横）４ｍｍ×（高さ）１．５ｍｍの四角形である。
【００２３】
探傷は、回転渦流プローブＲＰ１を５０００ｒｐｍで回転してＸ２方向へ移動させ、０．５ｍｍ毎にデータを採取して行った。
回転渦流プローブＲＰ１によって検出されるキズ信号の内、キズＦ１３に起因して発生するキズ信号の振幅特性は、図３（ａ２）のようになる。図３（ａ２）において、縦軸の検出比は、検出されたキズ信号の最大振幅との比を表わし、横軸は、回転渦流プローブＲＰ１のＸ２方向の移動幅を表す。図中の破線は、キズ信号の検出比０〜−３ｄＢの範囲と、キズを検出することができる移動幅の範囲を示す。また横軸の０点は、回転渦流プローブＲＰ１の回転の中心Ｄｓ１がキズＦ１３の真上に移動したときの位置に相当する。また黒四角形のプロットで示したグラフは、回転渦流プローブＲＰ１において和動接続した検出コイルによって検出したキズ信号であり、白三角形のプロットで示したグラフは、差動接続した検出コイルによって検出したキズ信号である。そして×のプロットで示したグラフは、和動接続した検出コイルによるキズ信号と差動接続した検出コイルによるキズ信号とで検出比が大きい方を取り出して表した結合キズ信号である。和動接続した検出コイルによるキズ信号と差動接続した検出コイルによるキズ信号とにおいて検出比が大きい方を用いれば、検出比０〜−３ｄＢの範囲でキズを検出することができ、従来の回転渦流プローブでは、検出が困難であったキズＦ１３のキズも検出することができる。即ち全方向のキズを漏れなく検出することができる。
【００２４】
このように、差動接続では、キズ通過位置が中央付近のところに検出レベルが低下する「谷」部分ができるので、この「谷」部分を補う手法として、一方の組の検出コイルを和動接続とすることで「山」を形成し、２組の検出コイルの出力を用いることによって、キズ検出に有効な領域を広くすることができる。
なお結合キズ信号は、和動接続した検出コイルによるキズ信号と差動接続した検出コイルによるキズ信号との振幅を加算して両キズ信号の和をキズ信号として取出してもよい。
【００２５】
次に、プローブ角度について説明する。図４に示すように、回転渦流プローブの移動幅が−５ｍｍから５ｍｍの範囲内で結合キズ信号の検出比が最も低いところのｄＢの絶対値をΔｄＢとする。このΔｄＢが小さいほどよい。図５に、プローブ角度とΔｄＢとの関係を示す。図５が示すように、プローブ角度が１５〜６０度の範囲でΔｄＢは良好な値を示し、プローブ角度が４５度付近でΔｄＢは最も好ましくなる。
【００２６】
次に、被検査体が管状体のときと板状体のときの、距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）について説明する。距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）を変化させると、プローブ角度を変化させた場合と同様に、ΔｄＢが変化する。
図６（ａ）（ｂ）に、距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）とΔｄＢとの関係を示す。図６（ａ）は、実験データであり、図６（ｂ）は実験データにシミュレーション結果を加えたものである。
図６（ａ）（ｂ）が示すように、被検査体が管状体のときも板状体のときも、Ｗ１：Ｗ２が１：１〜１：３の範囲でΔｄＢは良好な値を示し、Ｗ１：Ｗ２が１：１．７５付近でΔｄＢは最も好ましくなる。Ｗ１：Ｗ２の範囲が１：１．７５のときは、他のＷ１：Ｗ２の範囲のときと較べて、ΔｄＢが大きく低下する。そのために、特に、被検査体が管状体のときには、Ｗ１：Ｗ２が１：１．７５付近でΔｄＢは最も好ましくなる。
【００２７】
次に図３（ｂ１），（ｂ２）について説明する。
図３（ｂ１）において被検査体１３は直径７３ｍｍの管状体で、その検査面に被検査体１３の周方向に長いキズＦ２１、被検査体１３の管軸方向に長いキズＦ２２が形成されている。キズＦ２１，Ｆ２２のサイズは、長さ（長辺の長さ）２５ｍｍ、幅（短辺の幅）１ｍｍ、深さ０．３ｍｍである。
探傷は、回転渦流プローブＲＰ１を５０００ｒｐｍで回転し、被検査体１３を１０００ｍｍ／ｓで回転して、被検査体１３の１回転毎に回転渦流プローブＲＰ１を管軸方向（Ｘ３方向）へ１０ｍｍ移動して行った。
回転渦流プローブＲＰ１によって検出されたキズ信号は、図３（ｂ２）のようになり、回転渦流プローブＲＰ１は、キズＦ２１，Ｆ２２に起因するキズ信号を検出することができる。図３（ｂ２）において、縦軸はキズ信号の振幅、横軸は、回転渦流プローブＲＰ１の移動方向を表している。
図３（ｂ２）から回転渦流プローブＲＰ１は、被検査体が管状体であっても全方向のキズを検出できることが分かる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１１１・・・回転ディスク
Ｄｓ１・・・回転の中心
Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２・・・検出コイル
Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２・・・励磁コイル
Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２・・・渦電流探傷プローブ
Ｐｓ１１，Ｐｓ１２・・・渦電流探傷プローブの中心
Ｙ１・・・線
θ・・・所定角度
Ｗ１，Ｗ２・・・距離
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、複数の渦電流探傷プローブを回転ディスクに取付け、その回転ディスクを回転しながら移動（走査）して探傷する回転渦電流探傷プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転ディスクに複数個の渦電流探傷プローブを取付け、その回転ディスクを回転させながら移動させることにより、金属等の導電体における全方向のキズを探傷する回転渦電流探傷プローブが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
なお、本願において、渦電流探傷プローブを渦流プローブと呼び、回転ディスクに複数の渦電流探傷プローブを取付けた物を回転渦電流探傷プローブと呼ぶ。また、回転渦電流探傷プローブを回転渦流プローブと適宜略す。
また、コイル軸とは、コイルを構成する巻き線における螺旋状巻回の中心となる軸をいい、コイル面とは、コイル軸に垂直な面をいう。
【０００３】
図７により、回転ディスクに４個の渦流プローブを取付けた従来の回転渦流プローブを説明する。
図７（ａ１）は、回転渦流プローブと被検査体の平面図、図７（ａ２）は、図７（ａ１）のＸ４部分の矢印方向の断面図、図７（ｂ）は、回転渦流プローブによって検出されたキズ信号の振幅特性を示すグラフである。
【０００４】
回転渦流プローブＲＰ２は、４個のΘ型の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４と回転ディスク２１１とを備え、渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４は、回転ディスク２１１内にモールドにより埋め込まれ、キズの有無を検査される被検査体２２の検査面に対向するように配置されている。Θ型の渦流プローブは、被検査体に渦電流を励起する励磁コイルと、励磁コイルの内側に配置され被検査体に励起された渦電流を検出する検出コイルを有し、両コイルは、それぞれのコイル面が互いに垂直になるように配置されている。励磁コイルのコイル面は、回転ディスク２１１の回転面に対して平行であり、検出コイルのコイル面は、回転ディスク２１１の回転面に対して垂直になっている。また回転ディスク２１１は、回転軸２１２が回転することによって回転し、回転軸２１２は、モータ（図示せず）によって回転される。
４個の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４は、回転の中心Ｄｓ２の周囲に周方向に順に略等間隔（９０度間隔）で配置されており、４個の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４の内、渦流プローブＰ３１，Ｐ３３は回転の中心Ｄｓ２を挟んだ両側に位置し、渦流プローブＰ３２，Ｐ３４も回転の中心Ｄｓ２を挟んだ両側に位置する。即ち４個の渦流プローブＰ３１〜Ｐ３４は、渦流プローブＰ３１，Ｐ３３の組と、渦流プローブＰ３２，Ｐ３４の組の２つの組からなり、一方の組の検出コイルと他方の組の検出コイルは、コイル面が互いに垂直になり、コイル軸も互いに垂直になっている。
【０００５】
ここで図７（ａ１）の被検査体２２を回転渦流プローブＲＰ２により探傷したときに検出されるキズ信号について説明する。
被検査体２２の検査面には、回転渦流プローブＲＰ２の移動方向（Ｘ５方向）に平行な長いキズＦ３１、移動方向と斜めに交差するキズＦ３２、移動方向と直交するキズＦ３３が形成されている。キズＦ３１，Ｆ３２，Ｆ３３のサイズは、いずれも長さ（長辺の長さ）１５０ｍｍ、幅（短辺の幅）０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍである。
回転渦流プローブＲＰ２は、励磁コイルによって被検査体に渦電流を励起し、被検査体に励起された渦電流を検出コイルによって検出し、検出コイルによって検出した信号に基づいてキズを検出する。４個の検出コイルは、和動接続されている。この検出コイルが検出した信号をキズ信号と呼ぶ。
回転渦流プローブＲＰ２を回転させながら被検査体２２の検査面に沿ってＸ５方向へ移動させると、キズＦ３１，Ｆ３２に起因するキズは検出できるが、キズＦ３３に起因するキズは十分には検出できない。即ちキズＦ３３に起因するキズ信号は、図７（ｂ）のようになる。図７（ｂ）において、縦軸の検出比は、検出されたキズ信号の最大振幅との比を表わし、横軸は、回転渦流プローブＲＰ２のＸ５方向の移動幅を表す。また横軸の０点は、回転渦流プローブＲＰ２の回転の中心Ｄｓ２がキズＦ３３の真上に移動したときの位置に相当する。図中の四角の破線は、キズＦ３３の前後においてキズ信号の検出比が−３ｄＢ以上となる範囲と、キズの検出を行うことができる回転渦流プローブの移動幅の範囲とを示す。ここで、−３ｄＢは一般にキズ検出に対して有効と考えられている信号検出比であり、−３ｄＢ以上のときにキズがあると判断する。
図７（ｂ）の場合、キズが有るにも拘わらず、図中の矢印の２箇所においては、キズ信号の検出比が−３ｄＢ未満となっており、キズ信号の検出が困難となる領域の存在を示している。
従来の回転渦流プローブは、前記のように回転渦流プローブの移動方向と直交する方向のキズは検出が困難なため、全方向のキズ検出用の回転渦流プローブとしては検出力が不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４８１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、その点に鑑み回転渦流プローブの移動方向と直交する方向のキズを含めて全方向のキズを検出できる回転渦流プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、被検査体のキズを探傷する回転渦電流探傷プローブにおいて、回転ディスク（１１１）と、前記回転ディスク（１１１）の回転の中心（Ｄｓ１）の周囲に円周方向に略等間隔で取り付けられた４個のΘ型の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）と、を備え、前記４個の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）は、回転の中心（Ｄｓ１）を挟んだ両側に位置する２個の渦電流探傷プローブを１組とする２組からなり、前記被検査体に電流を励起する励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）と、前記被検査体に励起された電流を検出する検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）と、を有し、前記励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して平行であり、前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して垂直であり、前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は互いに平行であり、且つ前記２組の渦電流探傷プローブの内の一方の組の２個の渦電流探傷プローブのそれぞれの中心を通る線（Ｙ１）に対して所定角度（θ）傾斜し、前記一方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ１２）は和動接続され、他方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ２１，Ｄｃ２２）は差動接続されていることを特徴とする回転渦電流探傷プローブを提供する。
【０００９】
本発明によれば、回転渦電流探傷プローブは、被検査体のキズの方向に関係なく全方向のキズを漏れなく検出できる。また本願発明の回転渦電流探傷プローブは、回転渦流プローブの１回の移動（走査）で探傷できる範囲が広く、従来の回転渦電流探傷プローブの探傷範囲は２ｍｍ程度であるが、本願発明の回転渦電流探傷プローブの探傷範囲は１０ｍｍ以上になる。したがって本願発明の回転渦電流探傷プローブは、１回の探傷で広い範囲の探傷が可能になり、探傷時間を短縮することができる。
【００１０】
好ましくは、前記所定角度（θ）は、１５〜６０度であり、最適には４５度である。検出コイルのコイル面の傾斜角度（θ）をそうすることにより、キズの方向によるキズ信号のばらつきを少なくすることができる。
【００１１】
好ましくは、前記一方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ１１，Ｐｓ１２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ１）と、前記他方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ２１，Ｐｓ２２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ２）との比（Ｗ１：Ｗ２）は、１：１〜１：３である。比（Ｗ１：Ｗ２）を１：１〜１：３の範囲に設定することによりキズの方向によるキズ信号のばらつきを更に少なくすることができる。
【００１２】
好ましくは、前記比（Ｗ１：Ｗ２）は、前記被検査体の検査面が曲率を有する場合１：１．７５である。そうすることによって、曲率を有する被検査体の検査面のキズを検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転渦電流探傷プローブは、被検査体のキズの方向に関係なく全方向のキズを漏れなく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本願発明の実施形態に係る回転渦流プローブの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の回転渦流プローブの過流プローブの位置関係を説明する図である。
【図３】図３は、図１の回転渦流プローブによって検出されるキズ信号を説明する図である。
【図４】図４は、ΔｄＢを説明する図である。
【図５】図５は、プローブ角度とΔｄＢとの関係を示す図である。
【図６】図６は、距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）とΔｄＢとの関係を示す図である。
【図７】図７は、従来の回転渦流プローブの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３により本願発明の実施形態に係る回転渦流プローブを説明する。
まず図１について説明する。
図１（ａ１）は、回転渦流プローブと被検査体の平面図、図１（ａ２）は、図１（ａ１）のＸ１部分の矢印方向の断面図、図１（ｂ１）は、Θ型の渦流プローブの斜視図、図１（ｂ２）は、Θ型の渦流プローブの平面図である。
【００１６】
回転渦流プローブＲＰ１は、４個のΘ型の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２（以下、Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２を総称するときはＰと記す）と回転ディスク１１１とを備え、渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、回転ディスク１１１内にモールドにより埋め込まれ、キズの有無を検査される被検査体１２の検査面に対向するように配置されている。回転ディスク１１１は、回転軸１１２が回転することによって回転し、回転軸１１２は、モータ（図示せず）によって回転される。またΘ型の渦流プローブＰは、被検査体に渦電流を励起する励磁コイルＥｃと、励磁コイルＥｃの内側に配置され被検査体に励起された渦電流を検出する検出コイルＤｃを有し、両コイルは、それぞれのコイル面が互いに垂直になるように配置されている。励磁コイルＥｃのコイル面は、回転ディスク１１１の回転面に対して平行になっており、検出コイルＤｃのコイル面は、回転ディスク１１１の回転面に対して垂直になっている。
回転渦流プローブＲＰ１は、励磁コイルによって被検査体に渦電流を励起し、被検査体に励起された渦電流を検出コイルによって検出し、検出コイルによって検出した信号に基づいてキズを検出する。この検出コイルが検出した信号をキズ信号と呼ぶ。
ここで渦流プローブＰは、回転ディスク１１１内に埋め込まれる代わりに、板状体からなるディスクに渦流プローブＰを嵌め込む開口部を形成して、その開口部に取り付けられてもよいし、或いは取付け具を用いて回転ディスク１１１に取り付けられてもよい。したがって本願は、回転ディスク１１１内に渦流プローブＰが埋め込まれる手段を含めて渦流プローブＰが回転ディスク１１１に取り付けられるという。
なお図１（ｂ２）のＰｓは、励磁コイルＥｃの中心を表している。
４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、回転渦流プローブＲＰ１の回転の中心Ｄｓ１の周囲に周方向に順に略等間隔（９０度間隔）で配置されており、４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２の内、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２は回転の中心Ｄｓ１を挟んだ両側に位置し、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２も回転の中心Ｄｓ１を挟んだ両側に位置する。即ち４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の組と、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２の組の２つの組からなる。
【００１７】
渦流プローブＰ１１，Ｐ１２のそれぞれの検出コイルは、和動接続され、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２のそれぞれの検出コイルは、差動接続されている。なお和動接続とは、２個のコイルの電流の方向が同じになる接続の仕方で、例えば、２個のコイルの巻き方向が同じ場合、一方のコイルの巻き終りと他方のコイルの巻き初めを接続し、２個のコイルの巻き方向が逆の場合、一方のコイルの巻き終りと他方のコイルの巻き終りを接続する。また差動接続とは、２個のコイルの電流の方向が逆になる接続の仕方で、例えば、２個のコイルの巻き方向が同じ場合、一方のコイルの巻き初めと他方のコイルの巻き初めを接続し、２個のコイルの巻き方向が逆の場合、一方のコイルの巻き終りと他方のコイルの巻き初めを接続する。
被検査体１２の検査面には、回転渦流プローブＲＰ１の移動方向（Ｘ２方向）に平行な長いキズＦ１１、移動方向と斜めに交差するキズＦ１２、移動方向と直交するキズＦ１３が形成されている。
【００１８】
次に図２により図１の回転渦流プローブＲＰ１の４個の渦流プローブＰの位置関係について説明する。
まず図２（ａ）について説明する。
渦流プローブＰ１１，Ｐ１２は、回転渦流プローブの回転の中心（回転ディスクの回転の中心）Ｄｓ１を挟んだ両側に位置し、両渦流プローブのそれぞれの中心（励磁コイルＥｃ１１，Ｅｃ１２の中心）Ｐｓ１１，Ｐｓ１２は、回転の中心Ｄｓ１を通る線Ｙ１上に並んでいる。同様に渦流プローブＰ２１，Ｐ２２は、回転渦流プローブの回転の中心（回転ディスクの回転の中心）Ｄｓ１を挟んだ両側に位置し、両渦流プローブのそれぞれの中心（励磁コイルＥｃ２１，Ｅｃ２２の中心）Ｐｓ２１，Ｐｓ２２は、回転の中心Ｄｓ１を通る線Ｙ２上に並んでいる。そして線Ｙ１、Ｙ２は、直交している。したがって４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２は、回転の中心Ｄｓ１の周囲に円周方向に略同じ間隔（９０度間隔）で配置されている。
【００１９】
４個の渦流プローブＰ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２の検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２は、それぞれのコイル面が互いに平行になるように配置されている。そして、検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２のコイル面は、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２を通る線Ｙ１に対して所定角度θ傾斜するように配置されている（以下、検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２のコイル面と渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２を通る線Ｙ１とがなす角度をプローブ角度という）。なおこの場合、検出コイルＤｃ２１，Ｄｃ２２のコイル面も、検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ１２のコイル面と平行であるから、線Ｙ１に対して角度θ傾斜している。また４個の検出コイルＤｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２のそれぞれのコイル面の傾きは、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２の中心Ｐｓ２１，Ｐｓ２２を通る線Ｙ２を基準にして定めてもよい。
【００２０】
プローブ角度が角度θ傾斜するように検出コイルを配置する理由について説明する。
渦流プローブにおいては、検出コイル面に平行なキズが検出コイル下面を通過する際にキズ信号が得られる。従来の方式のように、各検出コイル面が回転渦流プローブの中心から周囲に放射状になっている回転渦流プローブにおいても全方向のキズが検出できるが、被検査体が鋼管である場合には、検出コイルと鋼管表面のキズとのギャップ（リフトオフという）が、管軸方向のキズを検出コイルが通過するときに比べ、管周方向のキズを検出コイルが通過するときに大きくなり、キズ信号の大きさに差が生じる。
これに対し、本発明のように所定の角度を設けることによって、管軸方向のキズと検出コイル面とのギャップと、管周方向のキズと検出コイル面とのギャップとを均等にすることができるので、キズ信号の大きさの差を小さくすることができる。
プローブ角度θは、０度＜θ＜９０度の範囲に設定できるが、１５〜６０度の範囲が好ましく、特に４５度が好ましい。その詳細については後述する。
【００２１】
次に図２（ｂ）について説明する。
図２（ｂ）は、図２（ａ）の回転渦流プローブにおいて、４個の渦流プローブについて回転渦流プローブの回転の中心Ｄｓ１からの距離の設定の仕方を説明する図である。なお図２（ｂ）の渦流プローブ、励磁コイル、及び検出コイルの符号は、図２（ａ）と同じであるから省略する。
渦流プローブＰ１１，Ｐ１２の組は、回転の中心Ｄｓ１からそれぞれの渦流プローブの中心Ｐｓ１１，Ｐｓ１２への距離をＷ１に設定され、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２の組は、回転の中心Ｄｓ１からそれぞれの渦流プローブの中心Ｐｓ２１，Ｐｓ２２への距離をＷ２に設定されている。距離Ｗ１、Ｗ２は、例えばＷ１＝４．２ｍｍ、Ｗ２＝７．２ｍｍに設定する。距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）は、１：ｎ（ｎ＝１以上）に設定できるが、被検査体が平板状の場合、１:１〜１:３の範囲が好ましく、被検査体が管状等であって検査面が曲率を有する場合、１:１．７５付近が好ましい。その詳細については後述する。また渦流プローブＰの検出コイルの接続は、距離Ｗ１＞Ｗ２の場合は、渦流プローブＰ１１，Ｐ１２のそれぞれの検出コイルを差動接続し、渦流プローブＰ２１，Ｐ２２のそれぞれの検出コイルを和動接続する。
【００２２】
図３は、本願発明の実施形態に係る回転渦流プローブの実験結果を示す。
図３（ａ１），（ａ２）は、被検査体が板状体の場合であり、図３（ｂ１），（ｂ２）は、被検査体が管状体の場合である。なお回転渦流プローブＲＰ１の図２（ａ）でのプローブ角度θは、４５度に設定し、図２（ｂ）において示した距離Ｗ１、Ｗ２は、Ｗ１＝４．２ｍｍ、Ｗ２＝７．２ｍｍに設定したものを用いた。
まず図３（ａ１），（ａ２）について説明する。
図３（ａ１）において被検査体１２は板状体で、その検査面に回転渦流プローブＲＰ１の移動方向（Ｘ２方向）に平行な長いキズＦ１１、移動方向と斜めに交差するキズＦ１２、移動方向と直交するキズＦ１３が形成されている。キズＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３のサイズは、いずれも長さ（長辺の長さ）１５０ｍｍ、幅（短辺の幅）０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍである。また回転渦流プローブＲＰ１の回転ディスク１１１は直径３５ｍｍであり、励磁コイルは線径０．１６ｍｍの導線を１８０回巻き、その外形は（縦）４ｍｍ×（横）４ｍｍ×（高さ）２．５ｍｍの円形であり、検出コイルは線径０．０５ｍｍの導線を１２０回巻き、その外形は（縦）３．３ｍｍ×（横）４ｍｍ×（高さ）１．５ｍｍの四角形である。
【００２３】
探傷は、回転渦流プローブＲＰ１を５０００ｒｐｍで回転してＸ２方向へ移動させ、０．５ｍｍ毎にデータを採取して行った。
回転渦流プローブＲＰ１によって検出されるキズ信号の内、キズＦ１３に起因して発生するキズ信号の振幅特性は、図３（ａ２）のようになる。図３（ａ２）において、縦軸の検出比は、検出されたキズ信号の最大振幅との比を表わし、横軸は、回転渦流プローブＲＰ１のＸ２方向の移動幅を表す。図中の破線は、キズ信号の検出比０〜−３ｄＢの範囲と、キズを検出することができる移動幅の範囲を示す。また横軸の０点は、回転渦流プローブＲＰ１の回転の中心Ｄｓ１がキズＦ１３の真上に移動したときの位置に相当する。また黒四角形のプロットで示したグラフは、回転渦流プローブＲＰ１において和動接続した検出コイルによって検出したキズ信号であり、白三角形のプロットで示したグラフは、差動接続した検出コイルによって検出したキズ信号である。そして×のプロットで示したグラフは、和動接続した検出コイルによるキズ信号と差動接続した検出コイルによるキズ信号とで検出比が大きい方を取り出して表した結合キズ信号である。和動接続した検出コイルによるキズ信号と差動接続した検出コイルによるキズ信号とにおいて検出比が大きい方を用いれば、検出比０〜−３ｄＢの範囲でキズを検出することができ、従来の回転渦流プローブでは、検出が困難であったキズＦ１３のキズも検出することができる。即ち全方向のキズを漏れなく検出することができる。
【００２４】
このように、差動接続では、キズ通過位置が中央付近のところに検出レベルが低下する「谷」部分ができるので、この「谷」部分を補う手法として、一方の組の検出コイルを和動接続とすることで「山」を形成し、２組の検出コイルの出力を用いることによって、キズ検出に有効な領域を広くすることができる。
なお結合キズ信号は、和動接続した検出コイルによるキズ信号と差動接続した検出コイルによるキズ信号との振幅を加算して両キズ信号の和をキズ信号として取出してもよい。
【００２５】
次に、プローブ角度について説明する。図４に示すように、回転渦流プローブの移動幅が−５ｍｍから５ｍｍの範囲内で結合キズ信号の検出比が最も低いところのｄＢの絶対値をΔｄＢとする。このΔｄＢが小さいほどよい。図５に、プローブ角度とΔｄＢとの関係を示す。図５が示すように、プローブ角度が１５〜６０度の範囲でΔｄＢは良好な値を示し、プローブ角度が４５度付近でΔｄＢは最も好ましくなる。
【００２６】
次に、被検査体が管状体のときと板状体のときの、距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）について説明する。距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）を変化させると、プローブ角度を変化させた場合と同様に、ΔｄＢが変化する。
図６（ａ）（ｂ）に、距離Ｗ１、Ｗ２の比（Ｗ１：Ｗ２）とΔｄＢとの関係を示す。図６（ａ）は、実験データであり、図６（ｂ）は実験データにシミュレーション結果を加えたものである。
図６（ａ）（ｂ）が示すように、被検査体が管状体のときも板状体のときも、Ｗ１：Ｗ２が１：１〜１：３の範囲でΔｄＢは良好な値を示し、Ｗ１：Ｗ２が１：１．７５付近でΔｄＢは最も好ましくなる。Ｗ１：Ｗ２の範囲が１：１．７５のときは、他のＷ１：Ｗ２の範囲のときと較べて、ΔｄＢが大きく低下する。そのために、特に、被検査体が管状体のときには、Ｗ１：Ｗ２が１：１．７５付近でΔｄＢは最も好ましくなる。
【００２７】
次に図３（ｂ１），（ｂ２）について説明する。
図３（ｂ１）において被検査体１３は直径７３ｍｍの管状体で、その検査面に被検査体１３の周方向に長いキズＦ２１、被検査体１３の管軸方向に長いキズＦ２２が形成されている。キズＦ２１，Ｆ２２のサイズは、長さ（長辺の長さ）２５ｍｍ、幅（短辺の幅）１ｍｍ、深さ０．３ｍｍである。
探傷は、回転渦流プローブＲＰ１を５０００ｒｐｍで回転し、被検査体１３を１０００ｍｍ／ｓで回転して、被検査体１３の１回転毎に回転渦流プローブＲＰ１を管軸方向（Ｘ３方向）へ１０ｍｍ移動して行った。
回転渦流プローブＲＰ１によって検出されたキズ信号は、図３（ｂ２）のようになり、回転渦流プローブＲＰ１は、キズＦ２１，Ｆ２２に起因するキズ信号を検出することができる。図３（ｂ２）において、縦軸はキズ信号の振幅、横軸は、回転渦流プローブＲＰ１の移動方向を表している。
図３（ｂ２）から回転渦流プローブＲＰ１は、被検査体が管状体であっても全方向のキズを検出できることが分かる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１１１・・・回転ディスク
Ｄｓ１・・・回転の中心
Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２・・・検出コイル
Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２・・・励磁コイル
Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２・・・渦電流探傷プローブ
Ｐｓ１１，Ｐｓ１２・・・渦電流探傷プローブの中心
Ｙ１・・・線
θ・・・所定角度
Ｗ１，Ｗ２・・・距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体のキズを探傷する回転渦電流探傷プローブにおいて、
回転ディスク（１１１）と、前記回転ディスク（１１１）の回転の中心（Ｄｓ１）の周囲に円周方向に略等間隔で取り付けられた４個のΘ型の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）と、を備え、
前記４個の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）は、回転の中心（Ｄｓ１）を挟んだ両側に位置する２個の渦電流探傷プローブを１組とする２組からなり、前記被検査体に電流を励起する励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）と、前記被検査体に励起された電流を検出する検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）と、を有し、
前記励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して平行であり、
前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して垂直であり、
前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は互いに平行であり、且つ前記２組の渦電流探傷プローブの内の一方の組の２個の渦電流探傷プローブのそれぞれの中心を通る線（Ｙ１）に対して所定角度（θ）傾斜し、
前記一方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ１２）は和動接続され、他方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ２１，Ｄｃ２２）は差動接続されていることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記所定角度（θ）は、１５〜６０度であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記一方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ１１，Ｐｓ１２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ１）と、前記他方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ２１，Ｐｓ２２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ２）との比（Ｗ１：Ｗ２）は、１：１〜１：３であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項４】
請求項３に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記比（Ｗ１：Ｗ２）は、前記被検査体の検査面が曲率を有する場合１：１．７５であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記所定角度（θ）は、４５度であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項１】
被検査体のキズを探傷する回転渦電流探傷プローブにおいて、
回転ディスク（１１１）と、前記回転ディスク（１１１）の回転の中心（Ｄｓ１）の周囲に円周方向に略等間隔で取り付けられた４個のΘ型の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）と、を備え、
前記４個の渦電流探傷プローブ（Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ１２，Ｐ２２）は、回転の中心（Ｄｓ１）を挟んだ両側に位置する２個の渦電流探傷プローブを１組とする２組からなり、前記被検査体に電流を励起する励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）と、前記被検査体に励起された電流を検出する検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）と、を有し、
前記励磁コイル（Ｅｃ１１，Ｅｃ２１，Ｅｃ１２，Ｅｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して平行であり、
前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は前記回転ディスクの回転面に対して垂直であり、
前記検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ２１，Ｄｃ１２，Ｄｃ２２）のコイル面は互いに平行であり、且つ前記２組の渦電流探傷プローブの内の一方の組の２個の渦電流探傷プローブのそれぞれの中心を通る線（Ｙ１）に対して所定角度（θ）傾斜し、
前記一方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ１１，Ｄｃ１２）は和動接続され、他方の組の渦電流探傷プローブの２個の検出コイル（Ｄｃ２１，Ｄｃ２２）は差動接続されていることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記所定角度（θ）は、１５〜６０度であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記一方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ１１，Ｐｓ１２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ１）と、前記他方の組のそれぞれの渦電流探傷プローブの中心（Ｐｓ２１，Ｐｓ２２）から前記回転ディスクの回転の中心（Ｄｓ１）への距離（Ｗ２）との比（Ｗ１：Ｗ２）は、１：１〜１：３であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項４】
請求項３に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記比（Ｗ１：Ｗ２）は、前記被検査体の検査面が曲率を有する場合１：１．７５であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の回転渦電流探傷プローブにおいて、前記所定角度（θ）は、４５度であることを特徴とする回転渦電流探傷プローブ。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−７７８０（Ｐ２０１１−７７８０Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１３９３０（Ｐ２０１０−１１３９３０）
【出願日】平成２２年５月１８日（２０１０．５．１８）
【出願人】（３９０００２８０８）マークテック株式会社 (42)
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１８日（２０１０．５．１８）
【出願人】（３９０００２８０８）マークテック株式会社 (42)
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]