渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサー
【課題】例えばＯＰＧＷのように鋼線などの磁性体部材とアルミニウム管などの非磁性体部材とを束ねてなる管状の検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことを可能とする。
【解決手段】磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにした。
【解決手段】磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサーに関する。さらに詳述すると、本発明は、管状の検査対象物であって磁性体部材と非磁性体部材とからなる検査対象物におけるき裂等の損傷の検出に用いて好適な渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ複合架空地線（以下、ＯＰＧＷと表記する）においては、敷設からの時間経過に伴い、例えば強風振動、腐食、あるいは凍結によって、ＯＰＧＷを構成する部材であるアルミ管のき裂、貫通孔、あるいは割れ等の損傷が発生する場合がある。
【０００３】
管状の検査対象物の損傷を電磁誘導による渦電流を利用して検出する従来の非接触型渦電流探傷方法としては、例えば、図１２に示すように、励磁用コイルの配線及び検出用コイルの配線を有する可撓性基板１０２を配管１０８に巻き付けると共にこれらコイルの両端部に接続されたコネクタ１０３ａ，１０３ｂを、配管１０８を貫通させるボビン１０５の両端のフランジ部１０６に固定される取付部材１０７に取り付けられる固定基板１０４ｂ及び固定基板１０４ａに固定される渦電流探傷検査用コイル素子１０１を用いて電気信号の測定を行って配管１０８の探傷を行うものがある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２４７６６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の渦電流探傷方法では、上述の構成を有する渦電流探傷検査用コイル素子１０１を用いて得られる検波信号について特別の処理をすることなく配管１０８に発生している損傷の検出を行うようにしているので、検査対象物が例えばＯＰＧＷのように複雑な構造を有する場合には特に、コイル素子１０１から得られる検波信号がノイズを含んでしまい測定誤差が生じ易く損傷の検出を十分な精度で行うことができない場合があるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、例えばＯＰＧＷのように鋼線などの磁性体部材とアルミニウム管などの非磁性体部材とを束ねてなる管状の検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことができる渦電流探傷方法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】
【０００７】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしている。
【０００８】
したがって、この渦電流探傷方法によると、検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしているので、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物における磁性体部材の損傷又は非磁性体部材の損傷を適確に検出することができる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の渦電流探傷方法において、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であるようにしている。
【００１０】
さらに、請求項３記載の渦電流探傷センサーは、電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であるようにしている。
【００１１】
この場合には、検査対象物の内部にある非磁性体部材の損傷部から発生する微弱な信号を周りの磁性体部材からの強い信号により埋もれてしまうことなく検出することができ、検査対象物の非磁性体部材と磁性体部材の損傷をより適確に検出することができる。
【００１２】
また、請求項４記載の渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外周面と検査対象物に巻き回される出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする渦電流センサーを用いることにより、検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とするようにしている。
【００１３】
さらに、請求項５記載の渦電流探傷センサーは、電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔を５ｍｍ未満とすることにより、出力コイル及び検波コイルを用いての電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定によって得られる検波信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とするようにしている。
【００１４】
この渦電流探傷方法及び渦電流探傷センサーによると、検査対象物の内部にある非磁性体部材の損傷部から発生する微弱な信号を周りの磁性体部材からの強い信号により埋もれてしまうことなく検出することができ、検査対象物の非磁性体部材と磁性体部材の損傷をより適確に検出することができる
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物における磁性体部材の損傷又は非磁性体部材の損傷を適確に検出することができ、例えばＯＰＧＷのような管状の検査対象物であって磁性体部材と非磁性体部材とからなる検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことが可能であるので、損傷発生有無の検査の信頼性の向上を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、測定によって得られる検波信号のノイズを低減してより適確に検査対象物の損傷を検出することが可能であるので、損傷発生有無の検査の信頼性の更なる向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１及び図２に、本発明の渦電流探傷方法の実施形態の一例を示す。この渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしている。
【００１９】
本実施形態では、電磁誘導現象を利用した電気信号の測定において図１及び図２に示す渦電流探傷センサー１を用いる。渦電流探傷センサー１は、図１及び図２に示すように、大きくは、円筒状のボビン２と接続端子固定基板５と基板固定部材７とからなる。
【００２０】
ボビン２は、軸中心位置に貫通孔２ａを有する円筒状に形成される。貫通孔２ａの直径は、渦電流探傷センサー１が電気信号の測定を行う管状の検査対象物（図示していない）の外径に合わせて調整される。ボビン２は例えばポリアセタール等の合成樹脂などの非導電性材料によって形成される。
【００２１】
また、ボビン２は、軸方向の中央付近において、周壁に、周方向に一回りする環状の溝２ｄを二つ有する。そして、二つの溝２ｄ，２ｄを形成することにより、二つの溝２ｄ，２ｄの間の仕切り２ｂがボビン２の軸方向中央付近に形成されると共にフランジ部２ｃがボビン２の軸方向両側端部に形成される。
【００２２】
そして、一方の溝２ｄに出力コイル（図示省略）が巻き回されると共に他方の溝２ｄに検波コイル（図示省略）が巻き回される。なお、これらのコイルとして、あるいは、これらのコイルとボビンとが一体のものとして、フレキシブル配線基盤（Flexible PWBとも呼ばれる）を用いても良い。
【００２３】
渦電流探傷センサー１は仕切り２ｂを挟んで溝２ｄに巻き回される出力コイルと検波コイルとによって渦電流探傷を行う。このため、二つの溝２ｄ，２ｄの間隔であって仕切り２ｂの幅は、二つのコイルが相互に渦電流探傷センサーとしての出力コイル及び検波コイルとして作動可能な範囲内で設定される。
【００２４】
ここで、本発明の渦電流探傷センサー１は、検査対象物の外周面と、出力コイル及び検波コイルを溝２ｄに巻き回した際のこれらコイルの内周面との間隔を１０ｍｍ未満とすることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ未満とすることであり、最も好ましくは２ｍｍ未満とすることである。
【００２５】
なお、出力コイル及び検波コイルをボビン２の溝２ｄに巻き回した際のコイルの内周面と溝２ｄの底面とは一致する。したがって、ボビン２の貫通孔２ａの直径を検査対象物の外径と一致させると、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔は溝２ｄの底部２ｅにおけるボビン２の周壁の厚さによって決定される。
【００２６】
接続端子固定基板５は、本実施形態では、ボビン２の軸方向長さよりも短い長方形の板状に形成され、長手方向をボビン２の軸方向と合わせて配置される。
【００２７】
基板固定部材７は、二個を一組として、ボビン２の両側端部のフランジ部２ｃに一組ずつ、ボビン２の軸方向と垂直方向にフランジ部２ｃを両側から挟んで取り付けられる。このため、基板固定部材７はΩ型であってΩ型の凹部７ａが半円の曲面に形成され、凹部７ａの半円の曲面はフランジ部２ｃの周面の形状（具体的にはフランジ部２ｃの半径）に合わせて形成される。
【００２８】
基板固定部材７は、また、Ω型の凹部７ａの両側の端部７ｂに貫通孔７ｃを有する。そして、二個の基板固定部材７の凹部７ａを向かい合わせてフランジ部２ｃを挟むと共に、向かい合った端部７ｂの双方の貫通孔７ｃを貫通するボルト８ａとナット８ｂとによって端部７ｂを締め付けることによって基板固定部材７はフランジ部２ｃに固定される。
【００２９】
接続端子固定基板５は、長方形の長手方向の両側に貫通孔５ｃを有する。そして、接続端子固定基板５は、基板固定部材７の端部７ｂを締め付けるボルト８ａを貫通孔５ｃを貫通させて基板固定部材７の端部に固定される。すなわち、基板固定部材７を向かい合わせてフランジ部２ｃを挟む際に、向かい合う基板固定部材７の端部７ｂの貫通孔７ｃと接続端子固定基板５の貫通孔５ｃとの位置を合わせて基板固定部材７の間に接続端子固定基板５を挟み、向かい合う基板固定部材７と接続端子固定基板５とが束ねられて固定される。
【００３０】
接続端子固定基板５には、出力コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ａ及び検波コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ｂが取り付けられる。そして、出力コイルと接続端子６ａ、並びに、検波コイルと接続端子６ｂとを電気的に接続させるため、接続端子固定基板５には、さらに、出力コイルの両端を結び付けるための二つで一組の接続孔５ａ及び検波コイルの両端を結び付けるための二つで一組の接続孔５ｂが設けられると共に、接続孔５ａと接続端子６ａとの間、並びに、接続孔５ｂと接続端子６ｂとの間にリード５ｄが設けられる。
【００３１】
そして、出力コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ａにはＸ信号とＹ信号との表示角度の設定（具体的には、Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で原点中心に所定の角度を回転させて表示する機能のこと。位相器の設定角度ともいう。）が可能な市販の単周波数型渦流探傷装置からの出力側のケーブルが接続され、当該接続端子６ａを介して出力コイルに対して交流電圧が供給される。また、検波コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ｂには前記渦流探傷装置からの配線が接続され、出力コイルに供給される交流電圧によって検査対象物に誘起されて検波コイルによって検知される誘導電圧が当該接続端子６ｂを介して前記渦流探傷装置に入力される。なお、検波信号とは具体的には電圧である。
【００３２】
検査対象物の内部にある非磁性体部材の損傷部から発生する微弱な信号を周りの磁性体部材からの強い信号により埋もれてしまうことなく分離して検出できるようにするために、検査対象物の非磁性体部材にあらかじめ損傷を付与した試験片を渦電流探傷センサー１のボビン２の貫通孔２ａに挿入し、損傷のない位置でバランス（即ち０点設定）させた後、試験片軸方向に沿って渦電流探傷センサー１を移動させ、損傷に伴う検出信号（Ｘ信号とＹ信号）を得る。
【００３３】
Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で、非磁性体部材の損傷に伴う検出信号がほぼＹ軸方向にくるように、原点を中心として回転すべき表示角度（位相器の設定角度）を求めておく。装置に位相器の表示機能がない場合には、損傷部の検出信号として得られるＸ信号とＹ信号とを用いて、三角形の底辺をＸ信号の値（単位はＶ）とし高さをＹ信号の値（単位はＶ）とする角度を９０度（Ｙ軸の角度）から差し引くことにより、回転すべき表示角度が求まる。
【００３４】
次に、前項で求めた回転すべき表示角度（位相器の設定角度）に設定を行った後、渦電流探傷センサー１のボビン２の貫通孔２ａに管状の検査対象物を貫通させた状態で、損傷のない位置でバランス（即ち０点設定）させた後、渦電流探傷センサー１を検査対象物の軸方向に移動させながら、出力コイルに供給される交流電圧によって検査対象物に誘起される誘導電圧を検波コイルによって検出する。
【００３５】
そして、本発明は、管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回し、出力コイルに供給される交流電圧によって検査対象物に誘起されて検波コイルによって検出される誘導電圧のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出する。
【００３６】
具体的には、渦電流探傷センサー１を用いた測定によって得られる検波信号について、Ｘ信号に変動が認められる場合には鋼管などの磁性体部材に損傷が発生していると判断され、Ｙ信号に変動が認められる場合にはアルミニウム管などの非磁性体部材に損傷が発生していると判断される。
【００３７】
なお、検査対象物に損傷が発生していると判断するためのＸ信号の変動の程度は特定の基準に限定されるものではなく、作業者が適宜設定すれば良い。具体的には例えば、検波コイルによって検出される渦電流の電圧が出力コイルに供給する交流電圧の２割を超える変動をした場合には検査対象物に損傷が発生していると判断することなどが考えられる。
【００３８】
ここで、本実施形態の渦電流探傷センサー１自体は測定位置を計測するものではない。したがって、センサーの移動が所定の速度で行われる場合には、検波信号のデータを記録する際に測定開始からの経過時間を記録すると共に測定開始からの経過時間と検査開始位置からの移動距離とを対応させておくことによって、検査対象物に発生している損傷の位置を特定することができる。
【００３９】
以上のように構成された本発明の渦電流探傷方法によれば、検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしているので、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物における磁性体部材の損傷又は非磁性体部材の損傷を適確に検出することができる。
【００４０】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、市販の渦流探傷装置に備わっている表示角度（位相器の設定角度）を変えて、磁性体部材の損傷をＹ信号で、非磁性体部材の損傷をＸ信号で評価することや、磁性体部材の損傷はなく非磁性体部材の損傷のみを検出・評価すれば良いケースにおいてＸ信号やＹ信号でなく振幅のみで評価するなども本発明に含まれる。
【００４１】
ここで、振幅は数式１によって定義される。
（数１） 振幅（Ｖ）＝｛（Ｘ信号の値（Ｖ））２＋（Ｙ信号の値（Ｖ））２｝１／２
【００４２】
すなわち、振幅は、Ｘ信号−Ｙ信号の図において原点からの距離を示している。そして、Ｘ信号が０である場合には、振幅はＹ信号の高さを示している。
【実施例１】
【００４３】
本発明の渦電流探傷方法を実際のＯＰＧＷの損傷の検出に適用した実施例を図３から図１１を用いて説明する。
【００４４】
本実施例において検査対象物として用いたＯＰＧＷの断面を図３に示す。このＯＰＧＷ１０は、中心部の光ファイバ収納アルミ管１１とこの光ファイバ収納アルミ管１１を取り囲む八本のアルミ覆鋼線１４とからなる。
【００４５】
光ファイバ収納アルミ管１１は、外周壁であるアルミ管１１ａと、アルミ管１１ａ内部に配設される三本の光ファイバユニット１２と、これら三本の光ファイバユニット１２のアルミ管１１ａ内部での位置を固定するための三つの溝１３ａを有する溝付きアルミスペーサ１３とからなる。
【００４６】
なお、本実施例の光ファイバユニット１２は、中央の光ファイバとその周囲の六本の光ファイバとを束ねてなるものである。また、アルミ覆鋼線１４は鋼線の周りにアルミを被覆させたものである。
【００４７】
以上のように、本実施例において検査対象物として用いるＯＰＧＷ１０は、磁性体部材と非磁性体部材とからなるものであり、本発明を適用するのに好適なものである。なお、実際のＯＰＧＷの保守点検においては外部からは明確に視認することができない中心部のアルミ管１１ａの損傷が特に問題になるので、本発明によればＯＰＧＷのアルミ管１１ａの損傷の検出を適確に行うことが可能になることは実際のＯＰＧＷの保守点検に対して非常に有益である。
【００４８】
本実施例においては、図１及び図２に示す渦電流探傷センサー１を用いて損傷の検出を行った。なお、本実施例では、探傷周波数は７０ｋＨｚ、低域通過フィルタは１０Ｈｚとした。Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で回転すべき表示角度の設定（位相器の設定）は４０度とした。
【００４９】
また、本実施例で用いたＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０である。６０は避雷用地線としての面積６０ｍｍ２を表しており、図３の八本のアルミ覆鋼線１４の総面積に該当する。）の外径は１１．４ｍｍであり、渦電流探傷センサー１のボビン２の貫通孔２ａの直径はこのＯＰＧＷ１０の外径に合わせて調整された。
【００５０】
本実施例では、（１）損傷の態様の違いによる探傷性能の差の有無の確認、並びに（２）センサーの仕様の違いによる探傷性能の差の有無の確認を行った。
【００５１】
（１）損傷の態様の違いによる探傷性能の差の有無の確認
まず、損傷の態様の違いによる本発明の渦電流探傷方法の探傷性能の差の有無を確認するため、ＯＰＧＷ１０のアルミ管１１ａに人工的に貫通孔や軸方向き裂を付与し、或いは実際の自然現象による凍結で割れを起こさせて、これらの損傷の検出を行った。なお、アルミ管１１ａの検出対象の損傷の他には損傷のないことを確認したＯＰＧＷ１０を用いて測定を行った。
【００５２】
まず、アルミ管１１ａに損傷として貫通孔（直径３ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０を用いて測定を行った。所定の探傷周波数７０ｋＨｚ、低域通過フィルタ１０Ｈｚ、回転すべき表示角度の設定（位相器の設定）４０度と設定し、ＯＰＧＷ１０をボビン２の貫通孔２ａに貫通させた状態で、損傷のない位置でバランス（即ち０点設定）させた後、渦電流探傷センサー１をＯＰＧＷ１０の軸方向に移動させて損傷部分を通過することにより、検波コイルによって検出されて市販の渦流探傷装置の表示画面上（あるいは、同装置を介してＰＣ画面上）に表示された検波信号の軌跡として図４に示す結果が得られた。なお、図４において、横軸は検波信号のＸ信号の値（単位はＶ）、縦軸はＹ信号の値（単位はＶ）である。横軸、縦軸ともに、一目盛りは２Ｖを表している。
【００５３】
また、市販の渦流探傷装置の表示画面上（あるいは、同装置を介してＰＣ画面上）に表示されたデータを、横軸を時間軸にすると共に縦軸をＹ信号の値にして表示することにより図５（Ａ）に示す結果が得られ、横軸を時間軸にすると共に縦軸をＸ信号の値にして表示することにより図５（Ｂ）に示す結果が得られた。図５（Ａ）と図５（Ｂ）ともに、縦軸は一目盛りが１Ｖを、横軸は一目盛りが０．５secを表している。
【００５４】
図４及び図５に示す結果から、Ｙ信号の値の変動が大きいので非磁性体であるアルミ管１１ａに損傷が発生していると判断され、一方で、Ｘ信号の値の変動は大きいとは言えないので磁性体である鋼線には損傷は発生していないと判断された。
【００５５】
また、アルミ管１１ａに損傷として軸方向き裂（幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０）を用いて測定を行い、渦電流の検波信号の軌跡について図６に示す結果が得られ、時間経過に伴うＸ，Ｙ信号の値の変動について図７に示す結果が得られた。さらに、アルミ管１１ａに損傷として凍結割れ（割れ長さ０．９ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０）を用いて測定を行い、検波信号の軌跡について図８に示す結果が得られ、時間経過に伴うＸ、Ｙ信号の値の変動について図９に示す結果が得られた。図６と図８においては、横軸、縦軸ともに、一目盛りは２Ｖを表している。図７と図９においては、ともに、縦軸は一目盛りが１Ｖを、横軸は一目盛りが０．５secを表している。
【００５６】
図７及び図９に示す結果から、いずれの場合についても、Ｙ信号の値の変動が大きいので非磁性体であるアルミ管１１ａに損傷が発生していると判断され、一方で、Ｘ信号の値の変動は大きいとは言えないので磁性体である鋼線には損傷は発生していないと判断された。
【００５７】
これらの結果から、本発明の渦電流探傷方法によれば、損傷の種類に拘わらず、さらに、長さが１ｍｍにも満たない微小な損傷であっても、損傷の検出を適確に高い精度で行うことが可能であることが確認された。
【００５８】
（２）センサーの仕様の違いによる探傷性能の差の有無の確認
次に、センサーの仕様の違いによる本発明の渦電流探傷方法の探傷性能の差の有無を確認するため、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔即ち溝２ｄの底部２ｅにおけるボビン２の周壁の厚さを１．６ｍｍ，４．３ｍｍ，９．３ｍｍの三段階に変化させてＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０）のアルミ管１１ａに人工的に貫通孔や軸方向き裂を付与した損傷、或いは実際の自然現象により凍結で割れを起こさせた損傷の検出を行った。なお、アルミ管１１ａの検出対象の損傷の他には損傷のないことを確認したＯＰＧＷ１０を用いて測定を行った。
【００５９】
まず、アルミ管１１ａに損傷として軸方向き裂（幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０を用いて測定を行い、図１０に示す結果が得られた。図１０において、横軸は検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔（単位はｍｍ）であり、縦軸は振幅（単位はＶ）である。また、各試験片として以下の諸元を有する試験片を用いた。
試験片１：線種Ａ，幅０．２ｍｍ×長さ５ｍｍの軸方向き裂
試験片２：線種Ｂ，幅０．２ｍｍ×長さ５ｍｍの軸方向き裂
試験片３：線種Ａ，幅０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍの軸方向き裂
試験片４：線種Ｂ，幅０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍの軸方向き裂
なお、線種Ａと線種Ｂとでは製造メーカーが異なる。
【００６０】
ここで、振幅は数式２によって定義される。
（数２） 振幅（Ｖ）＝｛（Ｘ信号の値（Ｖ））２＋（Ｙ信号の値（Ｖ））２｝１／２
【００６１】
すなわち、振幅は、Ｘ信号−Ｙ信号の図（図４、図６、図８）において原点からの距離を示している。そして、Ｘ信号が０である場合（図５及び図７のケース）には、振幅はＹ信号の高さを示している。
【００６２】
また、アルミ管１１ａに損傷として凍結割れ（割れ長さが０．９ｍｍ、３．４ｍｍ、４．６ｍｍの３種類）を有するＯＰＧＷ１０を用いて測定を行い、図１１に示す結果が得られた。図１１も、横軸は検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔（単位はｍｍ）であり、縦軸は振幅（単位はＶ）である。また、各試験片として以下の諸元を有する試験片を用いた。
試験片５：線種Ｂ，貫通部長さ０．９ｍｍの凍結割れ
試験片６：線種Ａ，貫通部長さ４．６ｍｍの凍結割れ
試験片７：線種Ｃ，貫通部長さ３．４ｍｍの凍結割れ
なお、線種Ａと線種Ｂとでは製造メーカーが異なり、
線種Ｂと線種Ｃとでは製造メーカーは同じであるがロットが異なる。
【００６３】
これらの結果から、本発明の渦電流探傷方法においては、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が小さいほど損傷に起因する検出信号が顕著に得られる傾向にあり、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔を１０ｍｍ未満とすることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ未満とすることであり、最も好ましくは２ｍｍ未満とすることであることが確認された。
【００６４】
なお、本実施例では、図３に示す断面を有するＯＰＧＷ１０を検査対象物として用いているが、本発明の渦電流探傷方法の適用に適したＯＰＧＷの断面構成はこれに限られるものではなく、更に言えば、本発明の適用に適した検査対象物はＯＰＧＷに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施に用いられる渦電流探傷センサーの一例を示す側面図である。
【図２】本発明の実施に用いられる渦電流探傷センサーの一例を示す正面図である。
【図３】実施例において検査対象物として用いたＯＰＧＷの断面図である。
【図４】アルミ管に貫通孔を有するＯＰＧＷの渦電流の検波信号の軌跡を示す図である。
【図５】アルミ管に貫通孔を有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。 （Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図６】アルミ管にき裂を有するＯＰＧＷの渦電流の検波信号の軌跡を示す図である。
【図７】アルミ管にき裂を有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。 （Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図８】アルミ管に凍結割れを有するＯＰＧＷの渦電流の検波信号の軌跡を示す図である。
【図９】アルミ管に凍結割れを有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。 （Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図１０】アルミ管にき裂を有するＯＰＧＷの損傷の検出における検査対象物外周面とコイル内周面との間隔の変化に伴う振幅の変動を説明する図である。
【図１１】アルミ管に凍結割れを有するＯＰＧＷの損傷の検出における検査対象物外周面とコイル内周面との間隔の変化に伴う振幅の変動を説明する図である。
【図１２】従来の渦電流探傷センサーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 渦電流探傷センサー
２ ボビン
５ 接続端子固定基板
７ 基板固定部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型の渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサーに関する。さらに詳述すると、本発明は、管状の検査対象物であって磁性体部材と非磁性体部材とからなる検査対象物におけるき裂等の損傷の検出に用いて好適な渦電流探傷方法並びに渦電流探傷センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ複合架空地線（以下、ＯＰＧＷと表記する）においては、敷設からの時間経過に伴い、例えば強風振動、腐食、あるいは凍結によって、ＯＰＧＷを構成する部材であるアルミ管のき裂、貫通孔、あるいは割れ等の損傷が発生する場合がある。
【０００３】
管状の検査対象物の損傷を電磁誘導による渦電流を利用して検出する従来の非接触型渦電流探傷方法としては、例えば、図１２に示すように、励磁用コイルの配線及び検出用コイルの配線を有する可撓性基板１０２を配管１０８に巻き付けると共にこれらコイルの両端部に接続されたコネクタ１０３ａ，１０３ｂを、配管１０８を貫通させるボビン１０５の両端のフランジ部１０６に固定される取付部材１０７に取り付けられる固定基板１０４ｂ及び固定基板１０４ａに固定される渦電流探傷検査用コイル素子１０１を用いて電気信号の測定を行って配管１０８の探傷を行うものがある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２４７６６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の渦電流探傷方法では、上述の構成を有する渦電流探傷検査用コイル素子１０１を用いて得られる検波信号について特別の処理をすることなく配管１０８に発生している損傷の検出を行うようにしているので、検査対象物が例えばＯＰＧＷのように複雑な構造を有する場合には特に、コイル素子１０１から得られる検波信号がノイズを含んでしまい測定誤差が生じ易く損傷の検出を十分な精度で行うことができない場合があるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、例えばＯＰＧＷのように鋼線などの磁性体部材とアルミニウム管などの非磁性体部材とを束ねてなる管状の検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことができる渦電流探傷方法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】
【０００７】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしている。
【０００８】
したがって、この渦電流探傷方法によると、検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしているので、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物における磁性体部材の損傷又は非磁性体部材の損傷を適確に検出することができる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の渦電流探傷方法において、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であるようにしている。
【００１０】
さらに、請求項３記載の渦電流探傷センサーは、電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であるようにしている。
【００１１】
この場合には、検査対象物の内部にある非磁性体部材の損傷部から発生する微弱な信号を周りの磁性体部材からの強い信号により埋もれてしまうことなく検出することができ、検査対象物の非磁性体部材と磁性体部材の損傷をより適確に検出することができる。
【００１２】
また、請求項４記載の渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外周面と検査対象物に巻き回される出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする渦電流センサーを用いることにより、検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とするようにしている。
【００１３】
さらに、請求項５記載の渦電流探傷センサーは、電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔を５ｍｍ未満とすることにより、出力コイル及び検波コイルを用いての電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定によって得られる検波信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とするようにしている。
【００１４】
この渦電流探傷方法及び渦電流探傷センサーによると、検査対象物の内部にある非磁性体部材の損傷部から発生する微弱な信号を周りの磁性体部材からの強い信号により埋もれてしまうことなく検出することができ、検査対象物の非磁性体部材と磁性体部材の損傷をより適確に検出することができる
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物における磁性体部材の損傷又は非磁性体部材の損傷を適確に検出することができ、例えばＯＰＧＷのような管状の検査対象物であって磁性体部材と非磁性体部材とからなる検査対象物における損傷の検出を高い精度で行うことが可能であるので、損傷発生有無の検査の信頼性の向上を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、測定によって得られる検波信号のノイズを低減してより適確に検査対象物の損傷を検出することが可能であるので、損傷発生有無の検査の信頼性の更なる向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１及び図２に、本発明の渦電流探傷方法の実施形態の一例を示す。この渦電流探傷方法は、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に出力コイル及び検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしている。
【００１９】
本実施形態では、電磁誘導現象を利用した電気信号の測定において図１及び図２に示す渦電流探傷センサー１を用いる。渦電流探傷センサー１は、図１及び図２に示すように、大きくは、円筒状のボビン２と接続端子固定基板５と基板固定部材７とからなる。
【００２０】
ボビン２は、軸中心位置に貫通孔２ａを有する円筒状に形成される。貫通孔２ａの直径は、渦電流探傷センサー１が電気信号の測定を行う管状の検査対象物（図示していない）の外径に合わせて調整される。ボビン２は例えばポリアセタール等の合成樹脂などの非導電性材料によって形成される。
【００２１】
また、ボビン２は、軸方向の中央付近において、周壁に、周方向に一回りする環状の溝２ｄを二つ有する。そして、二つの溝２ｄ，２ｄを形成することにより、二つの溝２ｄ，２ｄの間の仕切り２ｂがボビン２の軸方向中央付近に形成されると共にフランジ部２ｃがボビン２の軸方向両側端部に形成される。
【００２２】
そして、一方の溝２ｄに出力コイル（図示省略）が巻き回されると共に他方の溝２ｄに検波コイル（図示省略）が巻き回される。なお、これらのコイルとして、あるいは、これらのコイルとボビンとが一体のものとして、フレキシブル配線基盤（Flexible PWBとも呼ばれる）を用いても良い。
【００２３】
渦電流探傷センサー１は仕切り２ｂを挟んで溝２ｄに巻き回される出力コイルと検波コイルとによって渦電流探傷を行う。このため、二つの溝２ｄ，２ｄの間隔であって仕切り２ｂの幅は、二つのコイルが相互に渦電流探傷センサーとしての出力コイル及び検波コイルとして作動可能な範囲内で設定される。
【００２４】
ここで、本発明の渦電流探傷センサー１は、検査対象物の外周面と、出力コイル及び検波コイルを溝２ｄに巻き回した際のこれらコイルの内周面との間隔を１０ｍｍ未満とすることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ未満とすることであり、最も好ましくは２ｍｍ未満とすることである。
【００２５】
なお、出力コイル及び検波コイルをボビン２の溝２ｄに巻き回した際のコイルの内周面と溝２ｄの底面とは一致する。したがって、ボビン２の貫通孔２ａの直径を検査対象物の外径と一致させると、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔は溝２ｄの底部２ｅにおけるボビン２の周壁の厚さによって決定される。
【００２６】
接続端子固定基板５は、本実施形態では、ボビン２の軸方向長さよりも短い長方形の板状に形成され、長手方向をボビン２の軸方向と合わせて配置される。
【００２７】
基板固定部材７は、二個を一組として、ボビン２の両側端部のフランジ部２ｃに一組ずつ、ボビン２の軸方向と垂直方向にフランジ部２ｃを両側から挟んで取り付けられる。このため、基板固定部材７はΩ型であってΩ型の凹部７ａが半円の曲面に形成され、凹部７ａの半円の曲面はフランジ部２ｃの周面の形状（具体的にはフランジ部２ｃの半径）に合わせて形成される。
【００２８】
基板固定部材７は、また、Ω型の凹部７ａの両側の端部７ｂに貫通孔７ｃを有する。そして、二個の基板固定部材７の凹部７ａを向かい合わせてフランジ部２ｃを挟むと共に、向かい合った端部７ｂの双方の貫通孔７ｃを貫通するボルト８ａとナット８ｂとによって端部７ｂを締め付けることによって基板固定部材７はフランジ部２ｃに固定される。
【００２９】
接続端子固定基板５は、長方形の長手方向の両側に貫通孔５ｃを有する。そして、接続端子固定基板５は、基板固定部材７の端部７ｂを締め付けるボルト８ａを貫通孔５ｃを貫通させて基板固定部材７の端部に固定される。すなわち、基板固定部材７を向かい合わせてフランジ部２ｃを挟む際に、向かい合う基板固定部材７の端部７ｂの貫通孔７ｃと接続端子固定基板５の貫通孔５ｃとの位置を合わせて基板固定部材７の間に接続端子固定基板５を挟み、向かい合う基板固定部材７と接続端子固定基板５とが束ねられて固定される。
【００３０】
接続端子固定基板５には、出力コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ａ及び検波コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ｂが取り付けられる。そして、出力コイルと接続端子６ａ、並びに、検波コイルと接続端子６ｂとを電気的に接続させるため、接続端子固定基板５には、さらに、出力コイルの両端を結び付けるための二つで一組の接続孔５ａ及び検波コイルの両端を結び付けるための二つで一組の接続孔５ｂが設けられると共に、接続孔５ａと接続端子６ａとの間、並びに、接続孔５ｂと接続端子６ｂとの間にリード５ｄが設けられる。
【００３１】
そして、出力コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ａにはＸ信号とＹ信号との表示角度の設定（具体的には、Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で原点中心に所定の角度を回転させて表示する機能のこと。位相器の設定角度ともいう。）が可能な市販の単周波数型渦流探傷装置からの出力側のケーブルが接続され、当該接続端子６ａを介して出力コイルに対して交流電圧が供給される。また、検波コイルの両端と電気的に接続される接続端子６ｂには前記渦流探傷装置からの配線が接続され、出力コイルに供給される交流電圧によって検査対象物に誘起されて検波コイルによって検知される誘導電圧が当該接続端子６ｂを介して前記渦流探傷装置に入力される。なお、検波信号とは具体的には電圧である。
【００３２】
検査対象物の内部にある非磁性体部材の損傷部から発生する微弱な信号を周りの磁性体部材からの強い信号により埋もれてしまうことなく分離して検出できるようにするために、検査対象物の非磁性体部材にあらかじめ損傷を付与した試験片を渦電流探傷センサー１のボビン２の貫通孔２ａに挿入し、損傷のない位置でバランス（即ち０点設定）させた後、試験片軸方向に沿って渦電流探傷センサー１を移動させ、損傷に伴う検出信号（Ｘ信号とＹ信号）を得る。
【００３３】
Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で、非磁性体部材の損傷に伴う検出信号がほぼＹ軸方向にくるように、原点を中心として回転すべき表示角度（位相器の設定角度）を求めておく。装置に位相器の表示機能がない場合には、損傷部の検出信号として得られるＸ信号とＹ信号とを用いて、三角形の底辺をＸ信号の値（単位はＶ）とし高さをＹ信号の値（単位はＶ）とする角度を９０度（Ｙ軸の角度）から差し引くことにより、回転すべき表示角度が求まる。
【００３４】
次に、前項で求めた回転すべき表示角度（位相器の設定角度）に設定を行った後、渦電流探傷センサー１のボビン２の貫通孔２ａに管状の検査対象物を貫通させた状態で、損傷のない位置でバランス（即ち０点設定）させた後、渦電流探傷センサー１を検査対象物の軸方向に移動させながら、出力コイルに供給される交流電圧によって検査対象物に誘起される誘導電圧を検波コイルによって検出する。
【００３５】
そして、本発明は、管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回し、出力コイルに供給される交流電圧によって検査対象物に誘起されて検波コイルによって検出される誘導電圧のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出する。
【００３６】
具体的には、渦電流探傷センサー１を用いた測定によって得られる検波信号について、Ｘ信号に変動が認められる場合には鋼管などの磁性体部材に損傷が発生していると判断され、Ｙ信号に変動が認められる場合にはアルミニウム管などの非磁性体部材に損傷が発生していると判断される。
【００３７】
なお、検査対象物に損傷が発生していると判断するためのＸ信号の変動の程度は特定の基準に限定されるものではなく、作業者が適宜設定すれば良い。具体的には例えば、検波コイルによって検出される渦電流の電圧が出力コイルに供給する交流電圧の２割を超える変動をした場合には検査対象物に損傷が発生していると判断することなどが考えられる。
【００３８】
ここで、本実施形態の渦電流探傷センサー１自体は測定位置を計測するものではない。したがって、センサーの移動が所定の速度で行われる場合には、検波信号のデータを記録する際に測定開始からの経過時間を記録すると共に測定開始からの経過時間と検査開始位置からの移動距離とを対応させておくことによって、検査対象物に発生している損傷の位置を特定することができる。
【００３９】
以上のように構成された本発明の渦電流探傷方法によれば、検波信号のＸ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出するようにしているので、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物における磁性体部材の損傷又は非磁性体部材の損傷を適確に検出することができる。
【００４０】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、市販の渦流探傷装置に備わっている表示角度（位相器の設定角度）を変えて、磁性体部材の損傷をＹ信号で、非磁性体部材の損傷をＸ信号で評価することや、磁性体部材の損傷はなく非磁性体部材の損傷のみを検出・評価すれば良いケースにおいてＸ信号やＹ信号でなく振幅のみで評価するなども本発明に含まれる。
【００４１】
ここで、振幅は数式１によって定義される。
（数１） 振幅（Ｖ）＝｛（Ｘ信号の値（Ｖ））２＋（Ｙ信号の値（Ｖ））２｝１／２
【００４２】
すなわち、振幅は、Ｘ信号−Ｙ信号の図において原点からの距離を示している。そして、Ｘ信号が０である場合には、振幅はＹ信号の高さを示している。
【実施例１】
【００４３】
本発明の渦電流探傷方法を実際のＯＰＧＷの損傷の検出に適用した実施例を図３から図１１を用いて説明する。
【００４４】
本実施例において検査対象物として用いたＯＰＧＷの断面を図３に示す。このＯＰＧＷ１０は、中心部の光ファイバ収納アルミ管１１とこの光ファイバ収納アルミ管１１を取り囲む八本のアルミ覆鋼線１４とからなる。
【００４５】
光ファイバ収納アルミ管１１は、外周壁であるアルミ管１１ａと、アルミ管１１ａ内部に配設される三本の光ファイバユニット１２と、これら三本の光ファイバユニット１２のアルミ管１１ａ内部での位置を固定するための三つの溝１３ａを有する溝付きアルミスペーサ１３とからなる。
【００４６】
なお、本実施例の光ファイバユニット１２は、中央の光ファイバとその周囲の六本の光ファイバとを束ねてなるものである。また、アルミ覆鋼線１４は鋼線の周りにアルミを被覆させたものである。
【００４７】
以上のように、本実施例において検査対象物として用いるＯＰＧＷ１０は、磁性体部材と非磁性体部材とからなるものであり、本発明を適用するのに好適なものである。なお、実際のＯＰＧＷの保守点検においては外部からは明確に視認することができない中心部のアルミ管１１ａの損傷が特に問題になるので、本発明によればＯＰＧＷのアルミ管１１ａの損傷の検出を適確に行うことが可能になることは実際のＯＰＧＷの保守点検に対して非常に有益である。
【００４８】
本実施例においては、図１及び図２に示す渦電流探傷センサー１を用いて損傷の検出を行った。なお、本実施例では、探傷周波数は７０ｋＨｚ、低域通過フィルタは１０Ｈｚとした。Ｘ信号−Ｙ信号の２次元座標軸上で回転すべき表示角度の設定（位相器の設定）は４０度とした。
【００４９】
また、本実施例で用いたＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０である。６０は避雷用地線としての面積６０ｍｍ２を表しており、図３の八本のアルミ覆鋼線１４の総面積に該当する。）の外径は１１．４ｍｍであり、渦電流探傷センサー１のボビン２の貫通孔２ａの直径はこのＯＰＧＷ１０の外径に合わせて調整された。
【００５０】
本実施例では、（１）損傷の態様の違いによる探傷性能の差の有無の確認、並びに（２）センサーの仕様の違いによる探傷性能の差の有無の確認を行った。
【００５１】
（１）損傷の態様の違いによる探傷性能の差の有無の確認
まず、損傷の態様の違いによる本発明の渦電流探傷方法の探傷性能の差の有無を確認するため、ＯＰＧＷ１０のアルミ管１１ａに人工的に貫通孔や軸方向き裂を付与し、或いは実際の自然現象による凍結で割れを起こさせて、これらの損傷の検出を行った。なお、アルミ管１１ａの検出対象の損傷の他には損傷のないことを確認したＯＰＧＷ１０を用いて測定を行った。
【００５２】
まず、アルミ管１１ａに損傷として貫通孔（直径３ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０を用いて測定を行った。所定の探傷周波数７０ｋＨｚ、低域通過フィルタ１０Ｈｚ、回転すべき表示角度の設定（位相器の設定）４０度と設定し、ＯＰＧＷ１０をボビン２の貫通孔２ａに貫通させた状態で、損傷のない位置でバランス（即ち０点設定）させた後、渦電流探傷センサー１をＯＰＧＷ１０の軸方向に移動させて損傷部分を通過することにより、検波コイルによって検出されて市販の渦流探傷装置の表示画面上（あるいは、同装置を介してＰＣ画面上）に表示された検波信号の軌跡として図４に示す結果が得られた。なお、図４において、横軸は検波信号のＸ信号の値（単位はＶ）、縦軸はＹ信号の値（単位はＶ）である。横軸、縦軸ともに、一目盛りは２Ｖを表している。
【００５３】
また、市販の渦流探傷装置の表示画面上（あるいは、同装置を介してＰＣ画面上）に表示されたデータを、横軸を時間軸にすると共に縦軸をＹ信号の値にして表示することにより図５（Ａ）に示す結果が得られ、横軸を時間軸にすると共に縦軸をＸ信号の値にして表示することにより図５（Ｂ）に示す結果が得られた。図５（Ａ）と図５（Ｂ）ともに、縦軸は一目盛りが１Ｖを、横軸は一目盛りが０．５secを表している。
【００５４】
図４及び図５に示す結果から、Ｙ信号の値の変動が大きいので非磁性体であるアルミ管１１ａに損傷が発生していると判断され、一方で、Ｘ信号の値の変動は大きいとは言えないので磁性体である鋼線には損傷は発生していないと判断された。
【００５５】
また、アルミ管１１ａに損傷として軸方向き裂（幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０）を用いて測定を行い、渦電流の検波信号の軌跡について図６に示す結果が得られ、時間経過に伴うＸ，Ｙ信号の値の変動について図７に示す結果が得られた。さらに、アルミ管１１ａに損傷として凍結割れ（割れ長さ０．９ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０）を用いて測定を行い、検波信号の軌跡について図８に示す結果が得られ、時間経過に伴うＸ、Ｙ信号の値の変動について図９に示す結果が得られた。図６と図８においては、横軸、縦軸ともに、一目盛りは２Ｖを表している。図７と図９においては、ともに、縦軸は一目盛りが１Ｖを、横軸は一目盛りが０．５secを表している。
【００５６】
図７及び図９に示す結果から、いずれの場合についても、Ｙ信号の値の変動が大きいので非磁性体であるアルミ管１１ａに損傷が発生していると判断され、一方で、Ｘ信号の値の変動は大きいとは言えないので磁性体である鋼線には損傷は発生していないと判断された。
【００５７】
これらの結果から、本発明の渦電流探傷方法によれば、損傷の種類に拘わらず、さらに、長さが１ｍｍにも満たない微小な損傷であっても、損傷の検出を適確に高い精度で行うことが可能であることが確認された。
【００５８】
（２）センサーの仕様の違いによる探傷性能の差の有無の確認
次に、センサーの仕様の違いによる本発明の渦電流探傷方法の探傷性能の差の有無を確認するため、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔即ち溝２ｄの底部２ｅにおけるボビン２の周壁の厚さを１．６ｍｍ，４．３ｍｍ，９．３ｍｍの三段階に変化させてＯＰＧＷ１０（線種の規格としてはＯＰＧＷ−６０）のアルミ管１１ａに人工的に貫通孔や軸方向き裂を付与した損傷、或いは実際の自然現象により凍結で割れを起こさせた損傷の検出を行った。なお、アルミ管１１ａの検出対象の損傷の他には損傷のないことを確認したＯＰＧＷ１０を用いて測定を行った。
【００５９】
まず、アルミ管１１ａに損傷として軸方向き裂（幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍ）を有するＯＰＧＷ１０を用いて測定を行い、図１０に示す結果が得られた。図１０において、横軸は検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔（単位はｍｍ）であり、縦軸は振幅（単位はＶ）である。また、各試験片として以下の諸元を有する試験片を用いた。
試験片１：線種Ａ，幅０．２ｍｍ×長さ５ｍｍの軸方向き裂
試験片２：線種Ｂ，幅０．２ｍｍ×長さ５ｍｍの軸方向き裂
試験片３：線種Ａ，幅０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍの軸方向き裂
試験片４：線種Ｂ，幅０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍの軸方向き裂
なお、線種Ａと線種Ｂとでは製造メーカーが異なる。
【００６０】
ここで、振幅は数式２によって定義される。
（数２） 振幅（Ｖ）＝｛（Ｘ信号の値（Ｖ））２＋（Ｙ信号の値（Ｖ））２｝１／２
【００６１】
すなわち、振幅は、Ｘ信号−Ｙ信号の図（図４、図６、図８）において原点からの距離を示している。そして、Ｘ信号が０である場合（図５及び図７のケース）には、振幅はＹ信号の高さを示している。
【００６２】
また、アルミ管１１ａに損傷として凍結割れ（割れ長さが０．９ｍｍ、３．４ｍｍ、４．６ｍｍの３種類）を有するＯＰＧＷ１０を用いて測定を行い、図１１に示す結果が得られた。図１１も、横軸は検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔（単位はｍｍ）であり、縦軸は振幅（単位はＶ）である。また、各試験片として以下の諸元を有する試験片を用いた。
試験片５：線種Ｂ，貫通部長さ０．９ｍｍの凍結割れ
試験片６：線種Ａ，貫通部長さ４．６ｍｍの凍結割れ
試験片７：線種Ｃ，貫通部長さ３．４ｍｍの凍結割れ
なお、線種Ａと線種Ｂとでは製造メーカーが異なり、
線種Ｂと線種Ｃとでは製造メーカーは同じであるがロットが異なる。
【００６３】
これらの結果から、本発明の渦電流探傷方法においては、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が小さいほど損傷に起因する検出信号が顕著に得られる傾向にあり、検査対象物の外周面と出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔を１０ｍｍ未満とすることが好ましく、より好ましくは５ｍｍ未満とすることであり、最も好ましくは２ｍｍ未満とすることであることが確認された。
【００６４】
なお、本実施例では、図３に示す断面を有するＯＰＧＷ１０を検査対象物として用いているが、本発明の渦電流探傷方法の適用に適したＯＰＧＷの断面構成はこれに限られるものではなく、更に言えば、本発明の適用に適した検査対象物はＯＰＧＷに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施に用いられる渦電流探傷センサーの一例を示す側面図である。
【図２】本発明の実施に用いられる渦電流探傷センサーの一例を示す正面図である。
【図３】実施例において検査対象物として用いたＯＰＧＷの断面図である。
【図４】アルミ管に貫通孔を有するＯＰＧＷの渦電流の検波信号の軌跡を示す図である。
【図５】アルミ管に貫通孔を有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。 （Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図６】アルミ管にき裂を有するＯＰＧＷの渦電流の検波信号の軌跡を示す図である。
【図７】アルミ管にき裂を有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。 （Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図８】アルミ管に凍結割れを有するＯＰＧＷの渦電流の検波信号の軌跡を示す図である。
【図９】アルミ管に凍結割れを有するＯＰＧＷの渦電流のＸ又はＹ信号を示す図である。 （Ａ）はＹ信号を示す図である。（Ｂ）はＸ信号を示す図である。
【図１０】アルミ管にき裂を有するＯＰＧＷの損傷の検出における検査対象物外周面とコイル内周面との間隔の変化に伴う振幅の変動を説明する図である。
【図１１】アルミ管に凍結割れを有するＯＰＧＷの損傷の検出における検査対象物外周面とコイル内周面との間隔の変化に伴う振幅の変動を説明する図である。
【図１２】従来の渦電流探傷センサーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 渦電流探傷センサー
２ ボビン
５ 接続端子固定基板
７ 基板固定部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に前記出力コイル及び前記検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出することを特徴とする渦電流探傷方法。
【請求項２】
前記検査対象物の外周面と前記出力コイル及び前記検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の渦電流探傷方法。
【請求項３】
電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、前記検査対象物の外周面と前記出力コイル及び前記検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする渦電流探傷センサー。
【請求項４】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外周面と前記検査対象物に巻き回される出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする渦電流センサーを用いることにより、前記検査対象物の外側に巻き回される前記出力コイル及び前記検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する前記非磁性体部材の損傷を前記磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とすることを特徴とする渦電流探傷方法。
【請求項５】
電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、前記検査対象物の外周面と前記出力コイル及び前記検波コイルの内周面との間隔を５ｍｍ未満とすることにより、前記出力コイル及び前記検波コイルを用いての電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定によって得られる検波信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する前記非磁性体部材の損傷を前記磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とすることを特徴とする渦電流探傷センサー。
【請求項１】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に出力コイル及び検波コイルを巻き回すと共に前記出力コイル及び前記検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号のＸ信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する磁性体部材の損傷を検出すると共にＹ信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する非磁性体部材の損傷を検出することを特徴とする渦電流探傷方法。
【請求項２】
前記検査対象物の外周面と前記出力コイル及び前記検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の渦電流探傷方法。
【請求項３】
電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、前記検査対象物の外周面と前記出力コイル及び前記検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする渦電流探傷センサー。
【請求項４】
磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外周面と前記検査対象物に巻き回される出力コイル及び検波コイルの内周面との間隔が５ｍｍ未満であることを特徴とする渦電流センサーを用いることにより、前記検査対象物の外側に巻き回される前記出力コイル及び前記検波コイルを用いて電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定を行い、当該測定によって得られる検波信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する前記非磁性体部材の損傷を前記磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とすることを特徴とする渦電流探傷方法。
【請求項５】
電磁誘導現象を利用した検査対象物についての電気信号の測定を行う渦電流探傷センサーであって、磁性体部材と非磁性体部材とからなる管状の検査対象物の外側に巻き回される出力コイル及び検波コイルを有し、前記検査対象物の外周面と前記出力コイル及び前記検波コイルの内周面との間隔を５ｍｍ未満とすることにより、前記出力コイル及び前記検波コイルを用いての電磁誘導現象を利用した前記検査対象物についての電気信号の測定によって得られる検波信号の変動に基づいて前記検査対象物を構成する前記非磁性体部材の損傷を前記磁性体部材からの信号に影響されることなく検出可能とすることを特徴とする渦電流探傷センサー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２３６６９５（Ｐ２００９−２３６６９５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８３４４１（Ｐ２００８−８３４４１）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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