渦電流探傷試験装置およびその試験方法
【課題】巻線径による励磁電流や幾何的制約による巻線数の制限のもとで、検出感度を高めることのできる渦電流探傷試験装置を提供する。
【解決手段】被検査体２に直接磁場を付与して渦電流を発生させるｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群１２と、渦電流から誘導される磁場を検出するｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群１３ａ、１３ｂとを備える。ｎは少なくとも３以上である。
【解決手段】被検査体２に直接磁場を付与して渦電流を発生させるｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群１２と、渦電流から誘導される磁場を検出するｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群１３ａ、１３ｂとを備える。ｎは少なくとも３以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上置型コイルを備えた渦電流探傷試験装置およびその試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気発生器伝熱管などの小口径配管の外面あるいは内面の欠陥検査には、磁場を利用した渦電流探傷試験（Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＥＣＴ）が用いられる。
【０００３】
このＥＣＴは、探傷に利用する磁場形態によってニアフィールドＥＣＴ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＮＦ−ＥＣＴ）とリモートフィールドＥＣＴ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＲＦ−ＥＣＴ）とに大別される。
【０００４】
ＮＦ−ＥＣＴは、励磁コイルより発生する直接磁場が形成する渦電流が欠陥により乱されることを検出コイルにより検出する探傷法である。ＲＦ−ＥＣＴは、直接磁場が形成する渦電流が管外部に副次的に間接磁場を発生させ、この間接磁場が管内部へと戻る過程において形成する渦電流が欠陥により乱されることを検出コイルにより検出する探傷法である。
【０００５】
上記探傷原理から、ＮＦ−ＥＣＴは内面欠陥の検出に高い感度を持ち、ＲＦ−ＥＣＴは外面欠陥の検出に対して有効である。従来、欠陥検出感度を向上させるため、渦電流探傷に関する種々の技術が知られている。
【０００６】
特許文献１においては、励磁コイルと検出コイルとを同心構造とし、磁心を用いることで微小欠陥に対する感度を向上させる技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２においては、検出コイルのコイル芯として磁性体を用いることで微小欠陥に対する感度を向上させるプローブ構造が開示されている。
【０００８】
特許文献３においては、フォトグラフィ技術を用いた積層型コイルを用いることで容易に感度調整が可能なコイル構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１６０７０９号公報
【特許文献２】特開平１０−２８８６０６号公報
【特許文献３】特開２００８−１９７０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＥＣＴにおいては、検出感度を高める手法として、励磁電流を大きくする、または励磁コイルの巻線数を増やすことで発生磁場強度を高める手法が用いられる。しかし、励磁コイルを形成する線材の線径により励磁電流の上限値が決定されたり、被検査体の形状や周辺領域による励磁コイル形状の幾何的制約から巻線数の可能最大数が決定されたりするため、前述の手法では高感度化に対して制限を受けてしまう。
【００１１】
特許文献１における励磁コイルを小口径管検査用内挿型プローブとして用いる場合に、励磁コイルを周方向に複数個配置する必要がある。この場合、１個の励磁コイル形状が小さくなるため高感度化に課題がある。
【００１２】
特許文献２の技術は、検出コイルのコイル芯を直方体あるいは細棒状としており、巻線および励磁磁場分布の均一化の観点から非効率的である。
【００１３】
特許文献３においては、励磁コイルの上に検出コイルが積層されており、ＲＦ−ＥＣＴとして用いることは不可能である。
【００１４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、効率よく検出感度を高めることができる渦電流探傷試験装置およびその試験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】
【００１５】
本発明に係る渦電流探傷試験装置は、上述した課題を解決するために、被検査体に直接磁場を付与して渦電流を発生させるｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群と、前記渦電流から誘導される磁場を検出するｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群とを備え、ｎが少なくとも３以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る渦電流探傷試験装置およびその試験方法においては、巻線径による励磁電流や幾何的制約による巻線数の制限のもとで、検出感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における渦電流探傷試験装置におけるプローブが配管に挿入された場合の、管軸方向に沿う概略的な断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図。
【図４】プローブの距離制御機構の一例を示す構成図。
【図５】（Ａ）は位相角調整前の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例、（Ｂ）は位相角調整後の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例。
【図６】（Ａ）は微分処理前の検出信号チャート図の一例、（Ｂ）は微分処理後のチャート図の一例。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る渦電流探傷試験装置およびその試験方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
本実施形態における渦電流探傷試験装置およびその試験方法は、小口径配管の検査に用いられ、例えば新型高速炉の蒸気発生器の伝熱管（例えば口径約１８ｍｍ）の内外面の検査に好適である。なお、被検査体としての配管は、単管のみならず二重管に対しても適用することができる。以下、被検査体を、単に「配管」という。
【００２０】
図１は、本実施形態における渦電流探傷試験装置１におけるプローブ１１が配管２に挿入された場合の、管軸方向に沿う概略的な断面図である。
【００２１】
図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。図３は、図１のIII−III線に沿う断面図である。
【００２２】
渦電流探傷試験装置１は、励磁コイル群１２および検出コイル群１３ａ、１３ｂを有するプローブ１１、励磁器１４、検出器１５、データ処理機構１６、およびデータ表示機１７を備える。
【００２３】
励磁コイル群１２は、４個の励磁コイル２１ａ〜２１ｄを有する。励磁コイル２１ａ〜２１ｄは、配管２に直接磁場を付与して渦電流を誘導する。励磁コイル２１ａ〜２１ｄは、同一線材からなり、巻数が等しいコイルである。
【００２４】
励磁コイル２１ａ〜２１ｄは、励磁コイル芯２２に巻き回される。この励磁コイル芯２２は、例えば炭素鋼からなる磁性体であり、励磁コイル群１２により磁場が誘起される場合には強制的に磁路を形成する。励磁コイル芯２２（図２参照）は、配管２の周方向に沿って配置された励磁コイル群１２で形成される空間を占める本体部２３と、励磁コイル２１ａ〜２１ｄの巻芯となる４つの突起部２４ａ〜２４ｄとを有する。
【００２５】
励磁コイル２１ａ〜２１ｄ（突起部２４ａ〜２４ｄ）は、配管２への内挿時、配管２の内壁の周方向に対してほぼ均等に配置される。すなわち、励磁コイル２１ａ〜２１ｄ（突起部２４ａ〜２４ｄ）の中心軸Ｐ、Ｑに沿う断面形状が、４相対称となる。また、励磁コイル２１ａ〜２１ｄ（突起部２４ａ〜２４ｄ）は、中心軸Ｐ、Ｑが管径方向と平行となる（中心軸Ｐ、Ｑが配管２表面の法線に対してほぼ直交する）。
【００２６】
検出コイル群１３ａ、１３ｂは、それぞれ４個の検出コイル２５ａ〜２５ｄ、検出コイル２６ａ〜２６ｄを有する。検出コイル２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄは、直接または間接磁場により誘起される渦電流を検出する。検出コイル２５ａ〜２５ｂ、２６ａ〜２６ｄは、同一線材からなり、巻数が等しいコイルである。検出コイル群１３ａ、１３ｂは、配管２の中心軸Ｒ方向（走査方向）に２列設けられる。検出コイル群１３ａ、１３ｂは、ほぼ同様の構成を有するため、以下検出コイル群１３ａ、１３ｂをまとめて検出コイル群１３として説明する。また、検出コイル２５ａ〜２５ｂと検出コイル２６ａ〜２６ｄとを区別しない場合には、単に検出コイル２５ａ〜２５ｄという。
【００２７】
検出コイル２５ａ〜２５ｄは、それぞれボビン２７ａ〜２７ｄに巻き回される。また、検出コイル２６ａ〜２６ｄは、それぞれボビン２８ａ〜２８ｄに巻き回される。ボビン２７ａ〜２７ｄ、２８ａ〜２８ｄ（以下、単にボビン２７ａ〜２７ｄという。）は、励磁コイル芯２２と同様に例えば炭素鋼などからなる磁性体であり、磁路を形成し磁束を収束させることで検出感度を高める。
【００２８】
検出コイル２５ａ〜２５ｄ（ボビン２７ａ〜２７ｄ）は、励磁コイル群１２と同様に、配管２への内挿時、配管２の内壁の周方向に対してほぼ均等に配置される。すなわち、図３に示すように、検出コイル２５ａ〜２５ｄ（ボビン２７ａ〜２７ｄ）の中心軸Ｓ、Ｔに沿う断面形状が４相対称となる。また、検出コイル２５ａ〜２５ｄ（ボビン２７ａ〜２７ｄ）は、中心軸Ｓ、Ｔが管径方向と平行となる（中心軸Ｓ、Ｔが配管２表面の法線に対してほぼ直交する）。
【００２９】
ボビン２７ａ〜２７ｄは、配管２内壁の形状と相似な形状を有する（配管２と対向する面の形状が配管２内壁の形状と略一致する）上面２９ａ〜２９ｄを有する。上面２９ａ〜２９ｄは、配管２内壁とボビン２７ａ〜２７ｄとの距離（リフトオフ）を最小限にし、検出コイル群１３による磁場検出領域内での感度分布の変動を抑制する。
【００３０】
プローブ１１は、励磁コイル群１２と検出コイル群１３との距離を制御する距離制御機構３１を有する。
【００３１】
図４は、プローブ１１の距離制御機構３１の一例を示す構成図である。
【００３２】
距離制御機構３１は、励磁コイル群１２と検出コイル群１３との走査方向における間隔Ｗを調整し保持する機械的な機構である。距離制御機構３１は、例えば図４に示すように支持軸３２に支持された励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔Ｗを手動により調整可能なネジ式の調整部材３３を採用し得る。距離制御機構３１は、この他にも、間隔に応じて用意された距離調整部材を励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間に所要個数挿入することにより間隔Ｗを調整することもできる。
【００３３】
図１に示すように、励磁器１４は、導線４２を介して出力端子４３と励磁コイル２１ａ〜２１ｄとを接続し、交流電流を各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに流す（図面の都合上、励磁コイル２１ｄと接続される導線および出力端子は図示省略。検出器１５についても同様。）。励磁器１４は、位相角制御機構４５、周波数制御機構４６、および電流振幅制御機構４７を有する。励磁器１４は、各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに個別に接続され、これらの機構４５、４６、４７を用いて各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに流れる電流を個々に制御することができる。
【００３４】
位相角制御機構４５は、励磁コイル群１２に流れる電流の位相角を調整する。周波数制御機構４６は、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの範囲で検出コイル群１３に誘起される静的な磁場強度が最大となる周波数を設定する。渦電流探傷試験における渦電流の浸透深さは１／√（周波数）に比例するため、拡管部などの肉厚変化に対して周波数を追従させて変化させることで大きな感度低下を抑制する。
【００３５】
電流振幅制御機構４７は、励磁コイル群１２に流れる電流値をフィードバックし、所定の電流値が流れるように印加する電圧値を設定する。また、電流振幅制御機構４７は、曲率を有する配管２の検査においては配管２の周方向に沿って配列された励磁コイル群１２のリフトオフが一定とならないため、リフトオフ分布に従って電流振幅を変化させることで、検出する励磁磁束強度の周方向のばらつきを抑制する。
【００３６】
検出器１５は、導線５０を介して出力端子５５ａ〜５５ｄと検出コイル２５ａ〜２５ｄとを接続し、検出コイル群１３で誘起された電圧の変化を検出する。検出器１５は、分配器５１、位相器５２、検波回路５３を有する。
【００３７】
分配器５１は、検出コイル群１３から出力された信号を指定した検出モードで検出するための切り替えスイッチである。分配器５１を用いることによりモードを変更するたびに再配線を行うことなく、必要な検出信号を得ることができる。分配器５１は、例えば「絶対値測定モード」、「差動測定モード」における検出を行うことができる。「絶対値測定モード」は、検出コイル群１３ａの検出コイル２５ｄに接続された端子５５ｄより検出コイル２５ｄ単体の電圧を測定するモードであり、励磁器１４の周波数制御機構４６へ出力するフィードバック信号を取得する場合などに用いられる。
【００３８】
「差動測定モード」は、探傷試験を行う場合に２つの検出コイル２６ｄ、２５ｄに接続された端子５５ｂおよび５５ｄより検出コイル２６ｄ、２５ｄのそれぞれに誘起される電圧の差分を測定する。差動測定モードにおいては、これらの差分に基づいて、検出信号に含まれるノイズ信号を除去し欠陥信号を好適に取得することができる。
【００３９】
なお、上記端子の接続先となる検出コイルは一例であり、他のコイルであってもよい。
【００４０】
位相器５２は、入力された励磁信号をシフトして位相検波用の基準信号を生成する。検波回路５３は、この基準信号を用いて励磁磁束に基づく検出信号を抽出する。抽出された検出信号は、電圧振幅や位相の変化によりリサージュ波形を描画することができる。
【００４１】
データ処理機構１６は、検出信号の位相角調整機構６１と微分処理機構６２を有する。
【００４２】
位相角調整機構６１は、検出コイル群１３からの検出信号のリサージュ波形を表示する場合に、欠陥信号振幅がＹ成分に最大になるように位相角を調整する。
【００４３】
図５（Ａ）は位相角調整前の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例、（Ｂ）は位相角調整後の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例を示す。
【００４４】
図５におけるリサージュ波形では、欠陥信号７１、ノイズ信号７２が表されている。位相角調整機構６１は、探傷試験開始前に校正試験片を用いてリサージュ波形を取得し、欠陥信号のリサージュ波形における最大振幅点７１ａのデータ（Ｘ，Ｙ）の位相角とπ／２との差θを取得する。位相角調整機構６１は、差θを用いて＋θだけ位相角回転した以下のＸ成分、Ｙ成分を取得し位相角を調整する。
（Ｘ成分）＝（検出信号のＸ成分）×cosθ＋（検出信号のＹ成分）×sinθ
（Ｙ成分）＝（検出信号のＸ成分）×（−sinθ）＋（検出信号のＹ成分）×cosθ
【００４５】
微分処理機構６２は、検出信号の電圧振幅Ｖの時間ｔに対する変化に対して微分処理を行い、検出信号の変化の割合を算出する。
【００４６】
図６（Ａ）は、微分処理前の検出信号チャート図の一例、（Ｂ）は微分処理後のチャート図の一例を示す。
【００４７】
図６（Ａ）に示すチャート図のように、欠陥を示す欠陥信号８１と比較的周波数の小さい（周期の大きい）信号８２（例えばドリフト）が混在し閾値で欠陥判定が困難な場合がある。この場合、微分処理機構６２は、検出信号を時間で微分することにより検出信号の変化の割合を算出する。微分処理機構６２は、図６（Ｂ）のチャート図に示す検出信号の変化の割合を求め、欠陥信号８１ａの判断を容易にすることができる。
【００４８】
データ表示機１７は、検出器１５より得られるリサージュ波形やチャート図、および位相角調整機構６１および微分処理機構６２より得られる処理後のリサージュ波形やチャート図を表示する。
【００４９】
次に、本実施形態における渦電流探傷試験装置１の動作について説明する。
【００５０】
操作者は、被検査体の種類に応じてＮＦ−ＥＣＴまたはＲＦ−ＥＣＴのいずれで探傷試験を行うかを決定し、距離制御機構３１により励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔Ｗを調整する。
【００５１】
ＮＦ−ＥＣＴで試験が行われる場合、距離制御機構３１は走査可能な範囲で最小の値に間隔Ｗを制御する。ＮＦ−ＥＣＴにおいては、励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔が小さいほど検出コイル群１３における検出感度は高まるが、最小値となる間隔Ｗは例えば被検査体となる配管２の形状（Ｕ字管、直管など）や寸法に基づいて、配管２内の走査（移動）が可能な値に設定される。
【００５２】
ＲＦ−ＥＣＴで試験が行われる場合、操作者は、管径の３倍からコイル間距離最短に至るまで距離制御機構３１を用いて間隔Ｗを変動させ、静的な磁場分布を予め測定する。操作者は、測定結果に基づいて直接磁場が支配的な領域から間接磁場が支配的な領域へと遷移する距離を求める。これにより、励磁コイル群１２と検出コイル群１３とは、距離制御機構３１により間接磁場の変化を高い感度で検出することができる距離を間隔Ｗに設定する。
【００５３】
距離制御機構３１により励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔Ｗが設定されると、励磁器１４により励磁コイル群１２に交流電流が流される。励磁コイル群１２は、各コイルの中心軸Ｐ、Ｑが配管２の内周面に向くため、図１に示す磁路Ａを形成する。励磁コイル群１２は、磁束密度の高い中心軸Ｐ、Ｑ方向の磁束を利用して配管２に渦電流を発生させることができる。
【００５４】
例えばＮＦ−ＥＣＴの場合、励磁コイル群１２により励磁された直接磁場により配管２の表面および内部に誘起される渦電流の変化を効率よく検出するため、励磁器１４は、各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに個別に電流を流す。ＲＦ−ＥＣＴの場合、直接磁場に基づいて誘起される渦電流により二次的に発生する間接磁場を効率よく発生させるために配管２に発生する渦電流を管周方向へ流す必要がある。この場合、励磁器１４は、励磁コイル２１ａ〜２１ｄを直列に接続し、全ての励磁コイル２１ａ〜２１ｄに同位相、同周波数、同振幅の電流を流す。励磁コイル群１２は対称形であるため、直接磁場により発生した個々の渦電流の合成により結果的に管周方向に渦電流を流すことができる。なお、ＮＦ−ＥＣＴにおいても、励磁コイル２１ａ〜２１ｄを直列に接続し電流を流して検査を行うことも可能である。
【００５５】
また他の走査方法として、走査の往路において、上述したように配管２の周方向へ渦電流を流すことにより欠陥の有無の検査を行い、復路において、励磁器１４の制御により励磁コイル２１ａ〜２１ｄにそれぞれ異なる位相角を有する電流を流し局所的に高い密度の渦電流を発生させることにより欠陥指示箇所の詳細検査を行うこともできる。これにより、プローブの変更を要することなく異なる種類の検査を行うことができる点で有効である。
【００５６】
励磁コイル群１２の直接磁場または間接磁場により発生した渦電流の変化に基づく電流が検出コイル群１３に流れると、検出器１５は、ボビン２７ａ〜２７ｄの作用により図３に示す磁路Ｂを形成し磁束を収束させて、電圧を誘起させる。検出コイル群１３は、中心軸Ｓ、Ｔが配管２の径方向と略一致するため、渦電流の変化を感度よく検出することができる。
【００５７】
検出器１５により検出された検出信号は、位相角調整機構６１および微分処理機構６２に出力される。位相角調整機構６１は、リサージュ波形の位相角を調整することにより、欠陥信号をＹ軸に一致するよう調整する。微分処理機構６２は、検出信号に対して微分処理を行い検出信号の変化の割合を算出する。所要の処理により得られた各データは、図５および図６に示すようにデータ表示機１７に表示される。
【００５８】
操作者は、データ表示機１７に表示された検出結果を参照することにより、欠陥の有無や解析を行う。データ表示機１７には欠陥信号がＹ成分に最大となるように表示されたリサージュ波形、および欠陥信号とノイズ信号との判別が容易なチャート図が表示されるため、試験経験の年数に依存することなく、容易に欠陥の判別を行うことができる。
【００５９】
本実施形態における渦電流探傷試験装置１およびその試験方法は、励磁コイル群１２と検出コイル群１３とを配管２の周方向に均一に配置し、かつ各コイルの中心軸を配管２の径方向と一致させた。これにより、励磁コイル群１２により誘起される高い磁束密度を有する磁束により配管２に効果的に渦電流を発生させることができる。また、検出コイル群１３においても径方向において磁場の変化を感度よく検出することができる。この結果、コイル線材の線径による励磁電流の上限値や、幾何的制約による巻線数の制限が課される環境下においても、検出感度を高めることができる。
【００６０】
また、励磁コイル群１２と検出コイル群１３とは、各コイルの中心軸に沿う断面が４相対称となっている。このため、例えばＲＦ−ＥＣＴを行う場合において、励磁コイル２１ａ〜２１ｄを直列に接続し、かつ同位相、同周波数、同振幅の電流を流す際には、各励磁コイル２１ａ〜２１ｄにより誘起された渦電流の合成により配管２の周方向に電流を流すことができ、好適に探傷試験を行うことができる。
【００６１】
さらに、渦電流探傷試験装置１は、距離制御機構３１により励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔を制御可能としたため、一台のプローブでＮＦ−ＥＣＴおよびＲＦ−ＥＣＴのいずれも実施することができる点で有効である。
【００６２】
さらにまた、検出コイル群１３のボビン２７ａ〜２７ｄは、上面２９ａ〜２９ｄの形状が配管２の内壁と相似するため、磁場検出領域内での感度分布の変動を抑制することができる。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６４】
例えば、励磁コイル群に含まれる励磁コイル数は４個に限らず、３個以上であればよい。励磁コイル数がｎ個である場合には、各励磁コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となる。これは、励磁コイルにより発生する渦電流の合成が、周方向に流れることを目的するものである。
【００６５】
また、一の検出コイル群に含まれるコイル数は４に限らず、３個以上であればよい。この場合の、一の検出コイル群に含まれる各検出コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となる。なお、本実施形態においては検出コイルが配管の軸方向（走査方向）に沿って２列設けられる例を説明したが、これが一列であってもよい。
【００６６】
励磁コイル群のコイル数と検出コイル群のコイル数とは、同一にする必要はなく、検出が好適に行われるよう適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 渦電流探傷試験装置
２ 配管
１１ プローブ
１２ 励磁コイル群
１３ａ、１３ｂ 検出コイル群
１４ 励磁器
１５ 検出器
１６ データ処理機構
１７ データ表示機
２１ａ〜２１ｄ 励磁コイル
２２ 励磁コイル芯
２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄ 検出コイル
２７ａ〜２７ｄ、２８ａ〜２８ｄ ボビン
３１ 距離制御機構
４５ 位相角制御機構
４６ 周波数制御機構
４７ 電流振幅制御機構
５１ 分配器
５２ 位相器
５３ 検波回路
６１ 位相角調整機構
６２ 微分処理機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上置型コイルを備えた渦電流探傷試験装置およびその試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気発生器伝熱管などの小口径配管の外面あるいは内面の欠陥検査には、磁場を利用した渦電流探傷試験（Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＥＣＴ）が用いられる。
【０００３】
このＥＣＴは、探傷に利用する磁場形態によってニアフィールドＥＣＴ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＮＦ−ＥＣＴ）とリモートフィールドＥＣＴ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＲＦ−ＥＣＴ）とに大別される。
【０００４】
ＮＦ−ＥＣＴは、励磁コイルより発生する直接磁場が形成する渦電流が欠陥により乱されることを検出コイルにより検出する探傷法である。ＲＦ−ＥＣＴは、直接磁場が形成する渦電流が管外部に副次的に間接磁場を発生させ、この間接磁場が管内部へと戻る過程において形成する渦電流が欠陥により乱されることを検出コイルにより検出する探傷法である。
【０００５】
上記探傷原理から、ＮＦ−ＥＣＴは内面欠陥の検出に高い感度を持ち、ＲＦ−ＥＣＴは外面欠陥の検出に対して有効である。従来、欠陥検出感度を向上させるため、渦電流探傷に関する種々の技術が知られている。
【０００６】
特許文献１においては、励磁コイルと検出コイルとを同心構造とし、磁心を用いることで微小欠陥に対する感度を向上させる技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２においては、検出コイルのコイル芯として磁性体を用いることで微小欠陥に対する感度を向上させるプローブ構造が開示されている。
【０００８】
特許文献３においては、フォトグラフィ技術を用いた積層型コイルを用いることで容易に感度調整が可能なコイル構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１６０７０９号公報
【特許文献２】特開平１０−２８８６０６号公報
【特許文献３】特開２００８−１９７０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＥＣＴにおいては、検出感度を高める手法として、励磁電流を大きくする、または励磁コイルの巻線数を増やすことで発生磁場強度を高める手法が用いられる。しかし、励磁コイルを形成する線材の線径により励磁電流の上限値が決定されたり、被検査体の形状や周辺領域による励磁コイル形状の幾何的制約から巻線数の可能最大数が決定されたりするため、前述の手法では高感度化に対して制限を受けてしまう。
【００１１】
特許文献１における励磁コイルを小口径管検査用内挿型プローブとして用いる場合に、励磁コイルを周方向に複数個配置する必要がある。この場合、１個の励磁コイル形状が小さくなるため高感度化に課題がある。
【００１２】
特許文献２の技術は、検出コイルのコイル芯を直方体あるいは細棒状としており、巻線および励磁磁場分布の均一化の観点から非効率的である。
【００１３】
特許文献３においては、励磁コイルの上に検出コイルが積層されており、ＲＦ−ＥＣＴとして用いることは不可能である。
【００１４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、効率よく検出感度を高めることができる渦電流探傷試験装置およびその試験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】
【００１５】
本発明に係る渦電流探傷試験装置は、上述した課題を解決するために、被検査体に直接磁場を付与して渦電流を発生させるｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群と、前記渦電流から誘導される磁場を検出するｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群とを備え、ｎが少なくとも３以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る渦電流探傷試験装置およびその試験方法においては、巻線径による励磁電流や幾何的制約による巻線数の制限のもとで、検出感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における渦電流探傷試験装置におけるプローブが配管に挿入された場合の、管軸方向に沿う概略的な断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図。
【図４】プローブの距離制御機構の一例を示す構成図。
【図５】（Ａ）は位相角調整前の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例、（Ｂ）は位相角調整後の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例。
【図６】（Ａ）は微分処理前の検出信号チャート図の一例、（Ｂ）は微分処理後のチャート図の一例。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る渦電流探傷試験装置およびその試験方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
本実施形態における渦電流探傷試験装置およびその試験方法は、小口径配管の検査に用いられ、例えば新型高速炉の蒸気発生器の伝熱管（例えば口径約１８ｍｍ）の内外面の検査に好適である。なお、被検査体としての配管は、単管のみならず二重管に対しても適用することができる。以下、被検査体を、単に「配管」という。
【００２０】
図１は、本実施形態における渦電流探傷試験装置１におけるプローブ１１が配管２に挿入された場合の、管軸方向に沿う概略的な断面図である。
【００２１】
図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。図３は、図１のIII−III線に沿う断面図である。
【００２２】
渦電流探傷試験装置１は、励磁コイル群１２および検出コイル群１３ａ、１３ｂを有するプローブ１１、励磁器１４、検出器１５、データ処理機構１６、およびデータ表示機１７を備える。
【００２３】
励磁コイル群１２は、４個の励磁コイル２１ａ〜２１ｄを有する。励磁コイル２１ａ〜２１ｄは、配管２に直接磁場を付与して渦電流を誘導する。励磁コイル２１ａ〜２１ｄは、同一線材からなり、巻数が等しいコイルである。
【００２４】
励磁コイル２１ａ〜２１ｄは、励磁コイル芯２２に巻き回される。この励磁コイル芯２２は、例えば炭素鋼からなる磁性体であり、励磁コイル群１２により磁場が誘起される場合には強制的に磁路を形成する。励磁コイル芯２２（図２参照）は、配管２の周方向に沿って配置された励磁コイル群１２で形成される空間を占める本体部２３と、励磁コイル２１ａ〜２１ｄの巻芯となる４つの突起部２４ａ〜２４ｄとを有する。
【００２５】
励磁コイル２１ａ〜２１ｄ（突起部２４ａ〜２４ｄ）は、配管２への内挿時、配管２の内壁の周方向に対してほぼ均等に配置される。すなわち、励磁コイル２１ａ〜２１ｄ（突起部２４ａ〜２４ｄ）の中心軸Ｐ、Ｑに沿う断面形状が、４相対称となる。また、励磁コイル２１ａ〜２１ｄ（突起部２４ａ〜２４ｄ）は、中心軸Ｐ、Ｑが管径方向と平行となる（中心軸Ｐ、Ｑが配管２表面の法線に対してほぼ直交する）。
【００２６】
検出コイル群１３ａ、１３ｂは、それぞれ４個の検出コイル２５ａ〜２５ｄ、検出コイル２６ａ〜２６ｄを有する。検出コイル２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄは、直接または間接磁場により誘起される渦電流を検出する。検出コイル２５ａ〜２５ｂ、２６ａ〜２６ｄは、同一線材からなり、巻数が等しいコイルである。検出コイル群１３ａ、１３ｂは、配管２の中心軸Ｒ方向（走査方向）に２列設けられる。検出コイル群１３ａ、１３ｂは、ほぼ同様の構成を有するため、以下検出コイル群１３ａ、１３ｂをまとめて検出コイル群１３として説明する。また、検出コイル２５ａ〜２５ｂと検出コイル２６ａ〜２６ｄとを区別しない場合には、単に検出コイル２５ａ〜２５ｄという。
【００２７】
検出コイル２５ａ〜２５ｄは、それぞれボビン２７ａ〜２７ｄに巻き回される。また、検出コイル２６ａ〜２６ｄは、それぞれボビン２８ａ〜２８ｄに巻き回される。ボビン２７ａ〜２７ｄ、２８ａ〜２８ｄ（以下、単にボビン２７ａ〜２７ｄという。）は、励磁コイル芯２２と同様に例えば炭素鋼などからなる磁性体であり、磁路を形成し磁束を収束させることで検出感度を高める。
【００２８】
検出コイル２５ａ〜２５ｄ（ボビン２７ａ〜２７ｄ）は、励磁コイル群１２と同様に、配管２への内挿時、配管２の内壁の周方向に対してほぼ均等に配置される。すなわち、図３に示すように、検出コイル２５ａ〜２５ｄ（ボビン２７ａ〜２７ｄ）の中心軸Ｓ、Ｔに沿う断面形状が４相対称となる。また、検出コイル２５ａ〜２５ｄ（ボビン２７ａ〜２７ｄ）は、中心軸Ｓ、Ｔが管径方向と平行となる（中心軸Ｓ、Ｔが配管２表面の法線に対してほぼ直交する）。
【００２９】
ボビン２７ａ〜２７ｄは、配管２内壁の形状と相似な形状を有する（配管２と対向する面の形状が配管２内壁の形状と略一致する）上面２９ａ〜２９ｄを有する。上面２９ａ〜２９ｄは、配管２内壁とボビン２７ａ〜２７ｄとの距離（リフトオフ）を最小限にし、検出コイル群１３による磁場検出領域内での感度分布の変動を抑制する。
【００３０】
プローブ１１は、励磁コイル群１２と検出コイル群１３との距離を制御する距離制御機構３１を有する。
【００３１】
図４は、プローブ１１の距離制御機構３１の一例を示す構成図である。
【００３２】
距離制御機構３１は、励磁コイル群１２と検出コイル群１３との走査方向における間隔Ｗを調整し保持する機械的な機構である。距離制御機構３１は、例えば図４に示すように支持軸３２に支持された励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔Ｗを手動により調整可能なネジ式の調整部材３３を採用し得る。距離制御機構３１は、この他にも、間隔に応じて用意された距離調整部材を励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間に所要個数挿入することにより間隔Ｗを調整することもできる。
【００３３】
図１に示すように、励磁器１４は、導線４２を介して出力端子４３と励磁コイル２１ａ〜２１ｄとを接続し、交流電流を各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに流す（図面の都合上、励磁コイル２１ｄと接続される導線および出力端子は図示省略。検出器１５についても同様。）。励磁器１４は、位相角制御機構４５、周波数制御機構４６、および電流振幅制御機構４７を有する。励磁器１４は、各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに個別に接続され、これらの機構４５、４６、４７を用いて各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに流れる電流を個々に制御することができる。
【００３４】
位相角制御機構４５は、励磁コイル群１２に流れる電流の位相角を調整する。周波数制御機構４６は、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの範囲で検出コイル群１３に誘起される静的な磁場強度が最大となる周波数を設定する。渦電流探傷試験における渦電流の浸透深さは１／√（周波数）に比例するため、拡管部などの肉厚変化に対して周波数を追従させて変化させることで大きな感度低下を抑制する。
【００３５】
電流振幅制御機構４７は、励磁コイル群１２に流れる電流値をフィードバックし、所定の電流値が流れるように印加する電圧値を設定する。また、電流振幅制御機構４７は、曲率を有する配管２の検査においては配管２の周方向に沿って配列された励磁コイル群１２のリフトオフが一定とならないため、リフトオフ分布に従って電流振幅を変化させることで、検出する励磁磁束強度の周方向のばらつきを抑制する。
【００３６】
検出器１５は、導線５０を介して出力端子５５ａ〜５５ｄと検出コイル２５ａ〜２５ｄとを接続し、検出コイル群１３で誘起された電圧の変化を検出する。検出器１５は、分配器５１、位相器５２、検波回路５３を有する。
【００３７】
分配器５１は、検出コイル群１３から出力された信号を指定した検出モードで検出するための切り替えスイッチである。分配器５１を用いることによりモードを変更するたびに再配線を行うことなく、必要な検出信号を得ることができる。分配器５１は、例えば「絶対値測定モード」、「差動測定モード」における検出を行うことができる。「絶対値測定モード」は、検出コイル群１３ａの検出コイル２５ｄに接続された端子５５ｄより検出コイル２５ｄ単体の電圧を測定するモードであり、励磁器１４の周波数制御機構４６へ出力するフィードバック信号を取得する場合などに用いられる。
【００３８】
「差動測定モード」は、探傷試験を行う場合に２つの検出コイル２６ｄ、２５ｄに接続された端子５５ｂおよび５５ｄより検出コイル２６ｄ、２５ｄのそれぞれに誘起される電圧の差分を測定する。差動測定モードにおいては、これらの差分に基づいて、検出信号に含まれるノイズ信号を除去し欠陥信号を好適に取得することができる。
【００３９】
なお、上記端子の接続先となる検出コイルは一例であり、他のコイルであってもよい。
【００４０】
位相器５２は、入力された励磁信号をシフトして位相検波用の基準信号を生成する。検波回路５３は、この基準信号を用いて励磁磁束に基づく検出信号を抽出する。抽出された検出信号は、電圧振幅や位相の変化によりリサージュ波形を描画することができる。
【００４１】
データ処理機構１６は、検出信号の位相角調整機構６１と微分処理機構６２を有する。
【００４２】
位相角調整機構６１は、検出コイル群１３からの検出信号のリサージュ波形を表示する場合に、欠陥信号振幅がＹ成分に最大になるように位相角を調整する。
【００４３】
図５（Ａ）は位相角調整前の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例、（Ｂ）は位相角調整後の渦電流探傷信号リサージュ波形の一例を示す。
【００４４】
図５におけるリサージュ波形では、欠陥信号７１、ノイズ信号７２が表されている。位相角調整機構６１は、探傷試験開始前に校正試験片を用いてリサージュ波形を取得し、欠陥信号のリサージュ波形における最大振幅点７１ａのデータ（Ｘ，Ｙ）の位相角とπ／２との差θを取得する。位相角調整機構６１は、差θを用いて＋θだけ位相角回転した以下のＸ成分、Ｙ成分を取得し位相角を調整する。
（Ｘ成分）＝（検出信号のＸ成分）×cosθ＋（検出信号のＹ成分）×sinθ
（Ｙ成分）＝（検出信号のＸ成分）×（−sinθ）＋（検出信号のＹ成分）×cosθ
【００４５】
微分処理機構６２は、検出信号の電圧振幅Ｖの時間ｔに対する変化に対して微分処理を行い、検出信号の変化の割合を算出する。
【００４６】
図６（Ａ）は、微分処理前の検出信号チャート図の一例、（Ｂ）は微分処理後のチャート図の一例を示す。
【００４７】
図６（Ａ）に示すチャート図のように、欠陥を示す欠陥信号８１と比較的周波数の小さい（周期の大きい）信号８２（例えばドリフト）が混在し閾値で欠陥判定が困難な場合がある。この場合、微分処理機構６２は、検出信号を時間で微分することにより検出信号の変化の割合を算出する。微分処理機構６２は、図６（Ｂ）のチャート図に示す検出信号の変化の割合を求め、欠陥信号８１ａの判断を容易にすることができる。
【００４８】
データ表示機１７は、検出器１５より得られるリサージュ波形やチャート図、および位相角調整機構６１および微分処理機構６２より得られる処理後のリサージュ波形やチャート図を表示する。
【００４９】
次に、本実施形態における渦電流探傷試験装置１の動作について説明する。
【００５０】
操作者は、被検査体の種類に応じてＮＦ−ＥＣＴまたはＲＦ−ＥＣＴのいずれで探傷試験を行うかを決定し、距離制御機構３１により励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔Ｗを調整する。
【００５１】
ＮＦ−ＥＣＴで試験が行われる場合、距離制御機構３１は走査可能な範囲で最小の値に間隔Ｗを制御する。ＮＦ−ＥＣＴにおいては、励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔が小さいほど検出コイル群１３における検出感度は高まるが、最小値となる間隔Ｗは例えば被検査体となる配管２の形状（Ｕ字管、直管など）や寸法に基づいて、配管２内の走査（移動）が可能な値に設定される。
【００５２】
ＲＦ−ＥＣＴで試験が行われる場合、操作者は、管径の３倍からコイル間距離最短に至るまで距離制御機構３１を用いて間隔Ｗを変動させ、静的な磁場分布を予め測定する。操作者は、測定結果に基づいて直接磁場が支配的な領域から間接磁場が支配的な領域へと遷移する距離を求める。これにより、励磁コイル群１２と検出コイル群１３とは、距離制御機構３１により間接磁場の変化を高い感度で検出することができる距離を間隔Ｗに設定する。
【００５３】
距離制御機構３１により励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔Ｗが設定されると、励磁器１４により励磁コイル群１２に交流電流が流される。励磁コイル群１２は、各コイルの中心軸Ｐ、Ｑが配管２の内周面に向くため、図１に示す磁路Ａを形成する。励磁コイル群１２は、磁束密度の高い中心軸Ｐ、Ｑ方向の磁束を利用して配管２に渦電流を発生させることができる。
【００５４】
例えばＮＦ−ＥＣＴの場合、励磁コイル群１２により励磁された直接磁場により配管２の表面および内部に誘起される渦電流の変化を効率よく検出するため、励磁器１４は、各励磁コイル２１ａ〜２１ｄに個別に電流を流す。ＲＦ−ＥＣＴの場合、直接磁場に基づいて誘起される渦電流により二次的に発生する間接磁場を効率よく発生させるために配管２に発生する渦電流を管周方向へ流す必要がある。この場合、励磁器１４は、励磁コイル２１ａ〜２１ｄを直列に接続し、全ての励磁コイル２１ａ〜２１ｄに同位相、同周波数、同振幅の電流を流す。励磁コイル群１２は対称形であるため、直接磁場により発生した個々の渦電流の合成により結果的に管周方向に渦電流を流すことができる。なお、ＮＦ−ＥＣＴにおいても、励磁コイル２１ａ〜２１ｄを直列に接続し電流を流して検査を行うことも可能である。
【００５５】
また他の走査方法として、走査の往路において、上述したように配管２の周方向へ渦電流を流すことにより欠陥の有無の検査を行い、復路において、励磁器１４の制御により励磁コイル２１ａ〜２１ｄにそれぞれ異なる位相角を有する電流を流し局所的に高い密度の渦電流を発生させることにより欠陥指示箇所の詳細検査を行うこともできる。これにより、プローブの変更を要することなく異なる種類の検査を行うことができる点で有効である。
【００５６】
励磁コイル群１２の直接磁場または間接磁場により発生した渦電流の変化に基づく電流が検出コイル群１３に流れると、検出器１５は、ボビン２７ａ〜２７ｄの作用により図３に示す磁路Ｂを形成し磁束を収束させて、電圧を誘起させる。検出コイル群１３は、中心軸Ｓ、Ｔが配管２の径方向と略一致するため、渦電流の変化を感度よく検出することができる。
【００５７】
検出器１５により検出された検出信号は、位相角調整機構６１および微分処理機構６２に出力される。位相角調整機構６１は、リサージュ波形の位相角を調整することにより、欠陥信号をＹ軸に一致するよう調整する。微分処理機構６２は、検出信号に対して微分処理を行い検出信号の変化の割合を算出する。所要の処理により得られた各データは、図５および図６に示すようにデータ表示機１７に表示される。
【００５８】
操作者は、データ表示機１７に表示された検出結果を参照することにより、欠陥の有無や解析を行う。データ表示機１７には欠陥信号がＹ成分に最大となるように表示されたリサージュ波形、および欠陥信号とノイズ信号との判別が容易なチャート図が表示されるため、試験経験の年数に依存することなく、容易に欠陥の判別を行うことができる。
【００５９】
本実施形態における渦電流探傷試験装置１およびその試験方法は、励磁コイル群１２と検出コイル群１３とを配管２の周方向に均一に配置し、かつ各コイルの中心軸を配管２の径方向と一致させた。これにより、励磁コイル群１２により誘起される高い磁束密度を有する磁束により配管２に効果的に渦電流を発生させることができる。また、検出コイル群１３においても径方向において磁場の変化を感度よく検出することができる。この結果、コイル線材の線径による励磁電流の上限値や、幾何的制約による巻線数の制限が課される環境下においても、検出感度を高めることができる。
【００６０】
また、励磁コイル群１２と検出コイル群１３とは、各コイルの中心軸に沿う断面が４相対称となっている。このため、例えばＲＦ−ＥＣＴを行う場合において、励磁コイル２１ａ〜２１ｄを直列に接続し、かつ同位相、同周波数、同振幅の電流を流す際には、各励磁コイル２１ａ〜２１ｄにより誘起された渦電流の合成により配管２の周方向に電流を流すことができ、好適に探傷試験を行うことができる。
【００６１】
さらに、渦電流探傷試験装置１は、距離制御機構３１により励磁コイル群１２と検出コイル群１３との間隔を制御可能としたため、一台のプローブでＮＦ−ＥＣＴおよびＲＦ−ＥＣＴのいずれも実施することができる点で有効である。
【００６２】
さらにまた、検出コイル群１３のボビン２７ａ〜２７ｄは、上面２９ａ〜２９ｄの形状が配管２の内壁と相似するため、磁場検出領域内での感度分布の変動を抑制することができる。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６４】
例えば、励磁コイル群に含まれる励磁コイル数は４個に限らず、３個以上であればよい。励磁コイル数がｎ個である場合には、各励磁コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となる。これは、励磁コイルにより発生する渦電流の合成が、周方向に流れることを目的するものである。
【００６５】
また、一の検出コイル群に含まれるコイル数は４に限らず、３個以上であればよい。この場合の、一の検出コイル群に含まれる各検出コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となる。なお、本実施形態においては検出コイルが配管の軸方向（走査方向）に沿って２列設けられる例を説明したが、これが一列であってもよい。
【００６６】
励磁コイル群のコイル数と検出コイル群のコイル数とは、同一にする必要はなく、検出が好適に行われるよう適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 渦電流探傷試験装置
２ 配管
１１ プローブ
１２ 励磁コイル群
１３ａ、１３ｂ 検出コイル群
１４ 励磁器
１５ 検出器
１６ データ処理機構
１７ データ表示機
２１ａ〜２１ｄ 励磁コイル
２２ 励磁コイル芯
２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄ 検出コイル
２７ａ〜２７ｄ、２８ａ〜２８ｄ ボビン
３１ 距離制御機構
４５ 位相角制御機構
４６ 周波数制御機構
４７ 電流振幅制御機構
５１ 分配器
５２ 位相器
５３ 検波回路
６１ 位相角調整機構
６２ 微分処理機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体に直接磁場を付与して渦電流を発生させるｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群と、
前記渦電流から誘導される磁場を検出するｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群とを備え、
前記ｎが少なくとも３以上であることを特徴とする渦電流探傷試験装置。
【請求項２】
前記励磁コイル群と前記検出コイル群との走査方向の間隔を制御する距離制御手段をさらに備える請求項１記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項３】
各前記励磁コイルに流れる励磁電流の位相を変化させる位相制御手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項４】
各前記励磁コイルに流れる励磁電流を同振幅にし、または各前記励磁コイルに流れる励磁電流の振幅を個別に制御する振幅制御手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項５】
各前記励磁コイルに流れる励磁電流を同周波数にし、または各前記励磁コイルに流れる励磁電流の周波数を個別に制御する周波数制御手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項６】
前記励磁コイルは、直列に接続される請求項１〜５のいずれか一項記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項７】
前記検出コイル群は、走査方向に対して２個配列される請求項１〜６のいずれか一項記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項８】
磁場を検出する前記検出コイルより出力される検出信号を選択的に検出する分配器をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項９】
前記検出信号の位相角を調整する検出位相角調整手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１０】
前記検出信号の時間に対する変化の割合を求める信号処理機構を備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１１】
前記検出コイルは、前記被検査体の形状に相似する、被検査体に対する対向面を有するボビンに巻き回される請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１２】
前記励磁コイルは、磁性体である巻芯に巻き回される請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１３】
ｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群により被検査体に直接磁場を付与して渦電流を発生させるステップと、
ｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群前により記渦電流から誘導される磁場を検出するステップとを備え、
前記ｎが少なくとも３以上であることを特徴とする渦電流探傷試験方法。
【請求項１】
被検査体に直接磁場を付与して渦電流を発生させるｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群と、
前記渦電流から誘導される磁場を検出するｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群とを備え、
前記ｎが少なくとも３以上であることを特徴とする渦電流探傷試験装置。
【請求項２】
前記励磁コイル群と前記検出コイル群との走査方向の間隔を制御する距離制御手段をさらに備える請求項１記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項３】
各前記励磁コイルに流れる励磁電流の位相を変化させる位相制御手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項４】
各前記励磁コイルに流れる励磁電流を同振幅にし、または各前記励磁コイルに流れる励磁電流の振幅を個別に制御する振幅制御手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項５】
各前記励磁コイルに流れる励磁電流を同周波数にし、または各前記励磁コイルに流れる励磁電流の周波数を個別に制御する周波数制御手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項６】
前記励磁コイルは、直列に接続される請求項１〜５のいずれか一項記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項７】
前記検出コイル群は、走査方向に対して２個配列される請求項１〜６のいずれか一項記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項８】
磁場を検出する前記検出コイルより出力される検出信号を選択的に検出する分配器をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項９】
前記検出信号の位相角を調整する検出位相角調整手段をさらに備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１０】
前記検出信号の時間に対する変化の割合を求める信号処理機構を備える請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１１】
前記検出コイルは、前記被検査体の形状に相似する、被検査体に対する対向面を有するボビンに巻き回される請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１２】
前記励磁コイルは、磁性体である巻芯に巻き回される請求項１または２記載の渦電流探傷試験装置。
【請求項１３】
ｎ個の励磁コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された励磁コイル群により被検査体に直接磁場を付与して渦電流を発生させるステップと、
ｎ個の検出コイルが各コイルの中心軸に沿う断面がｎ相対称となるように配置された検出コイル群前により記渦電流から誘導される磁場を検出するステップとを備え、
前記ｎが少なくとも３以上であることを特徴とする渦電流探傷試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７３１２１（Ｐ２０１２−１７３１２１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５０５９（Ｐ２０１１−３５０５９）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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