非破壊検査装置、非破壊検査方法
【課題】深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを用いることなく、検査対象物の傷の深さを測定できる非破壊検査装置を提供する。
【解決手段】一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させるべく、周波数が高くなると振幅が小さくなる交流電流を励磁コイルに供給する電流供給部と、検査対象物の表面からの磁界を測定して磁界強度に応じた磁界信号を出力する磁気センサを有し、励磁コイルに第１周波数、第１周波数とは異なる第２周波数の交流電流を供給している際に、磁気センサから得られる検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号、第２磁界信号と、磁気センサから得られる検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号と、第４磁界信号とを用い、前記第１及び第２磁界信号の値の変化と、第３及び第４磁界信号の値の変化と、所定深さと、に基づいて、窪んだ傷の深さを算出する。
【解決手段】一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させるべく、周波数が高くなると振幅が小さくなる交流電流を励磁コイルに供給する電流供給部と、検査対象物の表面からの磁界を測定して磁界強度に応じた磁界信号を出力する磁気センサを有し、励磁コイルに第１周波数、第１周波数とは異なる第２周波数の交流電流を供給している際に、磁気センサから得られる検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号、第２磁界信号と、磁気センサから得られる検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号と、第４磁界信号とを用い、前記第１及び第２磁界信号の値の変化と、第３及び第４磁界信号の値の変化と、所定深さと、に基づいて、窪んだ傷の深さを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊検査装置、非破壊検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物の傷や欠陥の深さを測定する方法として、いわゆる渦電流法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、検査対象物と同じ材質で形成され、深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを予め用意し、サンプルの複数の欠陥の測定結果を用いて検査対象物の傷の深さを求めていた。このため、特許文献１の技術を用いる場合、材質の異なる検査対象物ごとに、深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを用意する必要があった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを用いることなく、検査対象物の傷の深さを測定できる非破壊検査装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る非破壊検査装置は、一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させるべく、周波数が高くなると振幅が小さくなる交流電流を励磁コイルに供給する電流供給部と、前記検査対象物の表面からの磁界を測定して、磁界強度に応じた磁界信号を出力する磁気センサと、前記電流供給部が前記励磁コイルに第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数とは異なる第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第２磁界信号と、を取得する第１取得部と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第４磁界信号と、を取得する第２取得部と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第１及び第２磁界信号の値の第１の変化と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第３及び第４磁界信号の値の第２の変化と、前記所定深さと、に基づいて、前記窪んだ傷の深さを算出する算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを用いることなく、検査対象物の傷の深さを測定できる非破壊検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である非破壊検査装置１０の構成を示した図である。
【図２】検査対象物１５の表面から裏面の深さ方向に流れる渦電流Ｊの変化を示す図である。
【図３】傷３０が表面にある場合の検査対象物１５の断面図である。
【図４】異なる周波数ｆに対する電圧信号Ｖｏと深さｄとの関係を示す図である。
【図５】異なる深さｄに対する電圧信号Ｖｏと周波数ｆとの関係を示す図である。
【図６】測定装置２３の構成の一例を示す図である。
【図７】マイコン５２が実現する機能ブロックの一例を示す図である。
【図８】制御部６０及び取得部６１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】傷３０の深さｄを算出する際に取得される電圧値を説明するための図である。
【図１０】算出部６２及び警報出力部６３が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】傷３５が裏面にある場合の検査対象物１５の断面図である。
【図１２】異なる周波数ｆに対する電圧信号Ｖｏと深さｅとの関係を示す図である。
【図１３】異なる深さｅに対する電圧信号Ｖｏと周波数ｆとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態である非破壊検査装置１０の構成を示した図である。非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の表面の傷（欠陥）の深さを測定する装置であり、電流供給回路２０、励磁コイル２１、磁気センサ２２、及び測定装置２３を含んで構成される。
【００１１】
検査対象物１５は、例えばタービンに用いられている所定の厚さの導体板である。検査対象物１５の表面には、表面に対して窪んだ傷３０があり、さらに、予備のボルトが取り付け可能な穴３１，３２が設けられている。なお、穴３１，３２は、検査対象物１５の表面から裏面まで貫通しており、ここでは、予備のボルトは取り付けられていないこととする。
【００１２】
電流供給回路２０（電流供給部）は、検査対象物１５の表面に誘導される渦電流の大きさが一定値となるように、励磁コイル２１に交流電流ＩＡを供給する。励磁コイル２１は、交流電流ＩＡが供給されると磁界Ｂ１を生成する。
【００１３】
ところで、一般的に、励磁コイル２１により検査対象物１５の表面に誘導される渦電流の電流値Ｉは、所定の定数をα、検査対象物１５の表面の磁界強度をＢ、検査対象物１５の導電率をσ、供給される交流電流ＩＡの周波数をｆとすると、式（１）で表される。
Ｉ＝α×Ｂ×σ×ｆ・・・（１）
つまり、電流値Ｉは、励磁コイル２１に供給される交流電流の周波数ｆの変化に応じて変化する。しかしながら、本実施形態の電流供給回路２０は、磁界強度Ｂが周波数ｆに反比例するような交流電流ＩＡ、すなわち、周波数ｆの上昇に応じて振幅が小さくなる交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給する。この結果、検査対象物１５の表面に流れる渦電流の電流値Ｊｅは、周波数ｆに関わらず式（２）にように一定値となる。
Ｊｅ＝α×（Ｂ／ｆ）×σ×ｆ＝α×Ｂ×σ・・・（２）
また、検査対象物１５の内部、すなわち、検査対象物１５の表面から裏面の深さ方向に流れる渦電流Ｊは、表皮効果に影響により式（３）のようになる。
Ｊ＝Ｊｅ×ｅｘｐ（（−Ａ）×（（２πｆ×μ×σ）／２）１／２）・・・（３）
なお、式（３）では、検査対象物１５の深さをＡ、透磁率をμとしている。つまり、電流Ｊは、検査対象物１５の表面からの深さＡが深くなるほど小さくなる。したがって、例えば、電流供給回路２０が異なる周波数ｆ１〜ｆ３の交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給した際の渦電流Ｊは、例えば図２に示すような波形となる。図２では、周波数ｆ１が最も低い周波数であり、周波数ｆ３が最も高い周波数である。
【００１４】
磁気センサ２２は、検査対象物１５から発生する磁界を検出するセンサである。磁気センサ２２は、例えばＳＱＵＩＤ（Superconducting quantum interference device：超伝導量子干渉素子）であり、検出する磁界の強さに応じた電圧信号Ｖｏ（磁気信号）を出力する。なお、磁気センサ２２から出力される電圧信号Ｖｏのレベルは、磁気センサ２２で検出される磁界の強さが強くなるにつれて高くなる。また、磁気センサ２２は、図１に示すように、傷３０を迂回して流れる渦電流によって発生する磁界Ｂ２を検出する。
【００１５】
＜＜傷３０の深さｄと電圧信号Ｖｏとの関係＞＞
ここで、傷３０の深さｄに応じて電圧信号Ｖｏがどのように変化するかを、検査対象物１５の断面図である図３を参照しつつ説明する。なお、ここでは、検査対象物１５の表面から裏面までの厚さをｔとしている。
【００１６】
励磁コイル２１が磁界Ｂ１を発生させると、検査対象物１５の表面近くでは傷３０を迂回する渦電流Ｊｄが発生する。しかしながら、検査対象物１５の内部の深さｄより深い位置では、傷３０の影響はほぼ無視できる。このため、深さｄより深い位置における渦電流Ｊｄは、ほぼゼロとなる。
【００１７】
したがって、深さｄが深くなるにつれて迂回し続ける渦電流Ｊｄは大きくなり、渦電流Ｊｄにより発生する磁界Ｂ２の磁界強度も強くなる。この結果、例えば、図４に示すように、ある周波数ｆ１の交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給させて磁界Ｂ１を発生させた場合、電圧信号Ｖｏは深さｄが深くなるにつれて大きくなる。
【００１８】
また、本実施形態では、例えば図２に示したように、検査対象物１５の深さが同じである場合、交流電流ＩＡの周波数が高い程、渦電流Ｊの電流値は小さくなる。渦電流Jの電流値が小さくなると、傷３０を迂回する渦電流Ｊｄも同様に小さくなる。したがって、傷３０の深さｄが同じである場合、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２，ｆ３の交流電流ＩＡが供給されると、電圧信号Ｖｏのレベルは低下する。
【００１９】
ところで、一般に電圧信号Ｖｏのレベルは、深さｄの他に、例えば、傷３０の断面積Ｓによっても変化する。このため、例えば、電圧信号Ｖｏのレベル（絶対値）のみに基づいて、傷３０の深さｄを算出することは難しい。しかしながら、例えば断面積Ｓが深さ方向で一定である場合、交流電流ＩＡの周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏの変化は、傷３０の深さｄに起因する。したがって、交流電流ＩＡの周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏの変化を取得することにより、深さｄに関する情報を得ることができる。
【００２０】
図５は、異なる深さｄに対して、周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏを示す図である。図５に示すように、周波数ｆの変化が大きければ大きいほど電圧信号Ｖｏのレベルの変化も大きくなる。また、周波数ｆが一定の場合、深さｄが深いほど電圧信号Ｖｏの変化は大きくなる。なお、傷３０の深さｄがゼロの場合、すなわち、傷３０が存在しない場合は、電圧信号Ｖｏは周波数ｆによらず一定となる。
【００２１】
このため、例えば、周波数ｆをΔｆだけ変化させ、既知の深さの穴を測定した際に得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）と、周波数ｆをΔｆだけ変化させ、傷３０の深さｄを測定した際に得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）を比較すると、深さｄを算出することができる。
【００２２】
＜＜測定装置２３の詳細＞＞
ここで、電圧信号Ｖｏに基づいて深さｄを測定する測定装置２３の詳細について説明する。測定装置２３は、図６に示すように、ＡＤＣ（ＡＤ変換器）５０、メモリ５１、マイコン５２を含んで構成される。
【００２３】
ＡＤＣ５０は、電圧信号Ｖｏをデジタルデータに変換してマイコン５２に出力する。メモリ５１は、マイコン５２が実行するプログラムや、電圧信号Ｖｏの電圧値を記憶する。マイコン５２は、メモリ５１に記憶されるプログラムを実行することにより、図７に示すような制御部６０、取得部６１、算出部６２、及び警報出力部６３を実現する。
【００２４】
制御部６０は、電流供給回路２０を制御し、励磁コイル２１に周波数ｆ１の交流電流ＩＡと周波数ｆ２の交流電流ＩＡを順次供給させる。
取得部６１は、周波数ｆ１，ｆ２の交流電流ＩＡの夫々が供給されている際の電圧信号Ｖｏを取得し、その電圧値をメモリ５１に格納する。また、取得部６１は、周波数ｆ２の交流電流ＩＡが供給されている際の電圧値をメモリ５１に格納すると、例えば、測定装置２３のＬＥＤ（不図示）を点灯させる。
なお、詳細は後述するが、取得部６１は、例えば、傷３０が測定された際の一組の電圧値と、穴３１が測定された際の一組の電圧値を取得してメモリ５１に格納する。
【００２５】
算出部６２は、メモリ５１に、例えば、一組の電圧値が２回格納されると、夫々の組の電圧値の変化を算出する。さらに、算出部６２は、算出された結果と、メモリ５１に格納された厚さｔ（穴３０の深さ）を示すデータを用いて深さｄを算出する。なお、算出部６２の詳細は後述する。
警報出力部６３は、算出部６２が算出した深さｄが所定以上の深さである場合、警報を出力する。なお、警報は、例えば測定装置２３に設けられたスピーカ（不図示）から発生するビープ音である。
【００２６】
＜＜傷３０の深さｄの測定方法の一例＞＞
ここで、傷３０の深さｄの測定方法の一例について説明する。なお、ここでは、傷３０の深さｄは、検査対象物１５の厚さｔよりも浅いこととする。
利用者は、非破壊検査装置１０を、傷３０が測定できるような位置に設置する。なお、傷３０が測定できるような位置（以下、位置Ａと称する）とは、例えば、図１に示すように、傷３０を迂回した渦電流による磁界Ｂ２を磁気センサ２２が測定できる位置である。
そして、利用者は、位置Ａに非破壊検査装置１０を設置すると、測定装置２３の操作部（不図示）を操作し、マイコン５２に図８に示す処理を実行させる。
【００２７】
まず、制御部６０は、電流供給回路２０を制御し、励磁コイル２１に周波数ｆ１の交流電流ＩＡを供給させる（Ｓ１００）。そして、取得部６１は、周波数ｆ１の交流電流ＩＡが供給されている際に磁気センサ２２から得られる電圧信号Ｖｏ（第１及び第３磁界信号）を取得し、その電圧値Ｖ１をメモリ５１に格納する（Ｓ１０１）。
【００２８】
つぎに、制御部６０は、電流供給回路２０を制御し、励磁コイル２１に周波数ｆ２（＞ｆ１）の交流電流ＩＡを供給させる（Ｓ１０２）。その後、取得部６１は、周波数ｆ２の交流電流ＩＡが供給されている際に磁気センサ２２から得られる電圧信号Ｖｏ（第２及び第４磁界信号）を取得し、その電圧値Ｖ２をメモリ５１に格納する（Ｓ１０３）。なお、前述のように、交流電流ＩＡの周波数が高くなると、電圧信号Ｖｏの電圧値は小さくなるため、電圧値Ｖ１，Ｖ２の関係は、例えば、図９に示されるような関係となる。
【００２９】
また、取得部６１は、処理Ｓ１０３が実行されると、一組の電圧値（Ｖ１，Ｖ２）の取得が終了したことを利用者に通知すべく、ＬＥＤ（不図示）を点灯させる（Ｓ１０４）。
【００３０】
利用者は、ＬＥＤの点灯を確認すると、非破壊検査装置１０を、例えば穴３１が測定できるような位置に設置する。なお、穴３１が測定できるような位置（以下、位置Ｂと称する）とは、例えば、穴３１を迂回した渦電流による磁界Ｂ２を磁気センサ２２が測定できる位置である。そして、利用者は、非破壊検査装置１０を位置Ｂに設置すると、再びマイコン５２に図８に示す処理を実行させる。この結果、位置Ｂにおける一組の電圧値（Ｖ３，Ｖ４）がメモリ５１に格納されることになる。また、この際にメモリ５１には、一組の電圧値が２回格納されることになるため、マイコン５２は、図１０に示す処理を開始する。
【００３１】
まず、算出部６２は、１回目にメモリ５１に格納された一組の電圧値（Ｖ１，Ｖ２）の変化、すなわちＶ１−Ｖ２を算出する（Ｓ２００）。そして、算出部６２は、２回目にメモリ５１に格納された一組の電圧値（Ｖ３，Ｖ４）の変化、すなわちＶ３−Ｖ４を算出する（Ｓ２０１）。
【００３２】
そして、算出部６２は、処理Ｓ２００，Ｓ２０１で算出された結果と、厚さｔ（穴３１の深さ）を用いて、下記の式（４）により深さｄを算出し、測定結果としてメモリ５１に格納する（Ｓ２０２）。
ｄ＝（（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ３−Ｖ４））×ｔ・・・（４）
また、警報出力部６３は、算出部６２に算出された深さｄが所定以上であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。そして、警報出力部６３は、算出された深さｄが所定以上でない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、処理を終了する。一方、警報出力部６３は、算出された深さｄが所定以上である場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、警報を出力し（Ｓ２０４）、処理を終了する。
【００３３】
このように、非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の表面の傷３０の深さｄを測定することができる。
【００３４】
＜＜裏面の傷を表面から測定する場合＞＞
ところで、検査対象物１５の表面の傷３０を表面から測定する方法について説明したが、例えば、検査対象物１５の裏面に傷を表面から測定することも可能である。
【００３５】
図１１は、検査対象物１５の裏面に傷３５がある場合の検査対象物１５の断面図である。なお、傷３５は裏面に対して窪んだ傷であり、検査対象物１５の表面から傷３５の底面までの深さを深さｅとする。
【００３６】
ここで、図１２に示すように傷３５の底面までの深さｅがゼロの場合、すなわち、傷３５が貫通している場合、傷３５を迂回する渦電流Ｊｄは最も大きくなるため、電圧信号Ｖｏも高くなる。一方、傷３５の底面までの深さｅが小さくなると、検査対象物１５の表面近くでは渦電流Ｊｄは発生しなくなる。この結果、交流電流ＩＡの周波数によらず、電圧信号Ｖｏは低下する。そして、深さｅが検査対象物１５の厚さｔと等しくなると、渦電流Ｊｄはほぼゼロとなるため、電圧信号Ｖｏもほぼゼロとなる。
【００３７】
また、本実施形態では、検査対象物１５の表面に発生する渦電流の大きさが同じであるため、交流電流ＩＡの周波数が高い程、渦電流Ｊｄの電流値は小さくなる。したがって、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２，ｆ３の交流電流ＩＡが供給されると、電圧信号Ｖｏのレベルは低下する。
【００３８】
この結果、異なる深さｅに対して、周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏは、図１３に示すように変化する。図１３は、図５と同様の波形であるため、非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の裏面にある傷３５の深さｅについても、図８，９等に示した処理を実行することにより測定できる。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態である非破壊検査装置１０について説明した。前述のように、交流電流ＩＡの周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏの変化は、傷３０の深さｄに起因する。このため、非破壊検査装置１０は、周波数ｆをΔｆ（＝ｆ２−ｆ１）だけ変化させた際の、既知の深さ（厚さｔ）の穴３１を測定して得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）及び傷３０の深さｄを測定した際に得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）と、厚さｔとに基づいて深さｄを算出することができる。したがって、非破壊検査装置１０に深さｄを測定させる際には、別途検査対象物１５と同じ材質のサンプル等を用いる必要は無い。さらに、非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の表面、または裏面にある傷の深さを測定できる。
【００４０】
また、電圧値（Ｖ１，Ｖ２）の変化の大きさは傷３０の深さｄにほぼ比例して大きくなる。このため、非破壊検査装置１０は、式（４）に基づいて精度良く深さｄを算出することができる。
【００４１】
また、既知の深さの穴として、例えばボルト等が取り付け可能な貫通した穴３１，３２を用いることにより、経年変化の影響が少ない検査対象物１５の厚さｔを既知の深さとすることができる。
【００４２】
また、例えば、図９に示すように、周波数ｆ１，ｆ２の差が大きいほど深さｄの測定精度は良くなる傾向がある。例えば電流供給回路２０は、周波数ｆ１の表皮深さ（浸透深さ）が厚さｔより深くなり、周波数ｆ２の表皮深さが厚さｔより浅くなるような交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給する。このような場合、周波数ｆ１，ｆ２の差は大きくなるため、精度良く深さｄを測定できる。
【００４３】
また、非破壊検査装置１０は、算出されて深さｄが所定以上である場合、警報を出力するため、利用者は容易に傷３０の危険性を把握できる。
【００４４】
また、磁気センサ２２に一般的なコイル等を用いてもよいが、ＳＱＵＩＤを用いることによって、精度良く深さｄを測定できる。
【００４５】
また、例えば利用者が図８、１０に示すようは処理を実行しても、精度良く深さｄを算出できる。
【００４６】
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００４７】
本実施形態では、周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２へと変化させたが、２以上の周波数ｆを変化させて、周波数に対する電圧値の傾きを求めても同様に深さｄを算出できる。
【００４８】
また、例えば、穴３１，３２等でなく、検査対象物１５のエッジ等の開口部を測定しても、同様の結果を得ることができる。さらに、穴３１，３２は貫通していなくても、深さが既知であればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 非破壊検査装置
２０ 電流供給回路
２１ 励磁コイル
２２ 磁気センサ
２３ 測定装置
３０，３５ 傷
３１，３２ 穴
５０ ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）
５１ メモリ
５２ マイコン
６０ 制御部
６１ 取得部
６２ 算出部
６３ 警報出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊検査装置、非破壊検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象物の傷や欠陥の深さを測定する方法として、いわゆる渦電流法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、検査対象物と同じ材質で形成され、深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを予め用意し、サンプルの複数の欠陥の測定結果を用いて検査対象物の傷の深さを求めていた。このため、特許文献１の技術を用いる場合、材質の異なる検査対象物ごとに、深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを用意する必要があった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを用いることなく、検査対象物の傷の深さを測定できる非破壊検査装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る非破壊検査装置は、一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させるべく、周波数が高くなると振幅が小さくなる交流電流を励磁コイルに供給する電流供給部と、前記検査対象物の表面からの磁界を測定して、磁界強度に応じた磁界信号を出力する磁気センサと、前記電流供給部が前記励磁コイルに第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数とは異なる第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第２磁界信号と、を取得する第１取得部と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第４磁界信号と、を取得する第２取得部と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第１及び第２磁界信号の値の第１の変化と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第３及び第４磁界信号の値の第２の変化と、前記所定深さと、に基づいて、前記窪んだ傷の深さを算出する算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
深さの異なる複数の欠陥が設けられたサンプルを用いることなく、検査対象物の傷の深さを測定できる非破壊検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である非破壊検査装置１０の構成を示した図である。
【図２】検査対象物１５の表面から裏面の深さ方向に流れる渦電流Ｊの変化を示す図である。
【図３】傷３０が表面にある場合の検査対象物１５の断面図である。
【図４】異なる周波数ｆに対する電圧信号Ｖｏと深さｄとの関係を示す図である。
【図５】異なる深さｄに対する電圧信号Ｖｏと周波数ｆとの関係を示す図である。
【図６】測定装置２３の構成の一例を示す図である。
【図７】マイコン５２が実現する機能ブロックの一例を示す図である。
【図８】制御部６０及び取得部６１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】傷３０の深さｄを算出する際に取得される電圧値を説明するための図である。
【図１０】算出部６２及び警報出力部６３が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】傷３５が裏面にある場合の検査対象物１５の断面図である。
【図１２】異なる周波数ｆに対する電圧信号Ｖｏと深さｅとの関係を示す図である。
【図１３】異なる深さｅに対する電圧信号Ｖｏと周波数ｆとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態である非破壊検査装置１０の構成を示した図である。非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の表面の傷（欠陥）の深さを測定する装置であり、電流供給回路２０、励磁コイル２１、磁気センサ２２、及び測定装置２３を含んで構成される。
【００１１】
検査対象物１５は、例えばタービンに用いられている所定の厚さの導体板である。検査対象物１５の表面には、表面に対して窪んだ傷３０があり、さらに、予備のボルトが取り付け可能な穴３１，３２が設けられている。なお、穴３１，３２は、検査対象物１５の表面から裏面まで貫通しており、ここでは、予備のボルトは取り付けられていないこととする。
【００１２】
電流供給回路２０（電流供給部）は、検査対象物１５の表面に誘導される渦電流の大きさが一定値となるように、励磁コイル２１に交流電流ＩＡを供給する。励磁コイル２１は、交流電流ＩＡが供給されると磁界Ｂ１を生成する。
【００１３】
ところで、一般的に、励磁コイル２１により検査対象物１５の表面に誘導される渦電流の電流値Ｉは、所定の定数をα、検査対象物１５の表面の磁界強度をＢ、検査対象物１５の導電率をσ、供給される交流電流ＩＡの周波数をｆとすると、式（１）で表される。
Ｉ＝α×Ｂ×σ×ｆ・・・（１）
つまり、電流値Ｉは、励磁コイル２１に供給される交流電流の周波数ｆの変化に応じて変化する。しかしながら、本実施形態の電流供給回路２０は、磁界強度Ｂが周波数ｆに反比例するような交流電流ＩＡ、すなわち、周波数ｆの上昇に応じて振幅が小さくなる交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給する。この結果、検査対象物１５の表面に流れる渦電流の電流値Ｊｅは、周波数ｆに関わらず式（２）にように一定値となる。
Ｊｅ＝α×（Ｂ／ｆ）×σ×ｆ＝α×Ｂ×σ・・・（２）
また、検査対象物１５の内部、すなわち、検査対象物１５の表面から裏面の深さ方向に流れる渦電流Ｊは、表皮効果に影響により式（３）のようになる。
Ｊ＝Ｊｅ×ｅｘｐ（（−Ａ）×（（２πｆ×μ×σ）／２）１／２）・・・（３）
なお、式（３）では、検査対象物１５の深さをＡ、透磁率をμとしている。つまり、電流Ｊは、検査対象物１５の表面からの深さＡが深くなるほど小さくなる。したがって、例えば、電流供給回路２０が異なる周波数ｆ１〜ｆ３の交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給した際の渦電流Ｊは、例えば図２に示すような波形となる。図２では、周波数ｆ１が最も低い周波数であり、周波数ｆ３が最も高い周波数である。
【００１４】
磁気センサ２２は、検査対象物１５から発生する磁界を検出するセンサである。磁気センサ２２は、例えばＳＱＵＩＤ（Superconducting quantum interference device：超伝導量子干渉素子）であり、検出する磁界の強さに応じた電圧信号Ｖｏ（磁気信号）を出力する。なお、磁気センサ２２から出力される電圧信号Ｖｏのレベルは、磁気センサ２２で検出される磁界の強さが強くなるにつれて高くなる。また、磁気センサ２２は、図１に示すように、傷３０を迂回して流れる渦電流によって発生する磁界Ｂ２を検出する。
【００１５】
＜＜傷３０の深さｄと電圧信号Ｖｏとの関係＞＞
ここで、傷３０の深さｄに応じて電圧信号Ｖｏがどのように変化するかを、検査対象物１５の断面図である図３を参照しつつ説明する。なお、ここでは、検査対象物１５の表面から裏面までの厚さをｔとしている。
【００１６】
励磁コイル２１が磁界Ｂ１を発生させると、検査対象物１５の表面近くでは傷３０を迂回する渦電流Ｊｄが発生する。しかしながら、検査対象物１５の内部の深さｄより深い位置では、傷３０の影響はほぼ無視できる。このため、深さｄより深い位置における渦電流Ｊｄは、ほぼゼロとなる。
【００１７】
したがって、深さｄが深くなるにつれて迂回し続ける渦電流Ｊｄは大きくなり、渦電流Ｊｄにより発生する磁界Ｂ２の磁界強度も強くなる。この結果、例えば、図４に示すように、ある周波数ｆ１の交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給させて磁界Ｂ１を発生させた場合、電圧信号Ｖｏは深さｄが深くなるにつれて大きくなる。
【００１８】
また、本実施形態では、例えば図２に示したように、検査対象物１５の深さが同じである場合、交流電流ＩＡの周波数が高い程、渦電流Ｊの電流値は小さくなる。渦電流Jの電流値が小さくなると、傷３０を迂回する渦電流Ｊｄも同様に小さくなる。したがって、傷３０の深さｄが同じである場合、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２，ｆ３の交流電流ＩＡが供給されると、電圧信号Ｖｏのレベルは低下する。
【００１９】
ところで、一般に電圧信号Ｖｏのレベルは、深さｄの他に、例えば、傷３０の断面積Ｓによっても変化する。このため、例えば、電圧信号Ｖｏのレベル（絶対値）のみに基づいて、傷３０の深さｄを算出することは難しい。しかしながら、例えば断面積Ｓが深さ方向で一定である場合、交流電流ＩＡの周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏの変化は、傷３０の深さｄに起因する。したがって、交流電流ＩＡの周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏの変化を取得することにより、深さｄに関する情報を得ることができる。
【００２０】
図５は、異なる深さｄに対して、周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏを示す図である。図５に示すように、周波数ｆの変化が大きければ大きいほど電圧信号Ｖｏのレベルの変化も大きくなる。また、周波数ｆが一定の場合、深さｄが深いほど電圧信号Ｖｏの変化は大きくなる。なお、傷３０の深さｄがゼロの場合、すなわち、傷３０が存在しない場合は、電圧信号Ｖｏは周波数ｆによらず一定となる。
【００２１】
このため、例えば、周波数ｆをΔｆだけ変化させ、既知の深さの穴を測定した際に得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）と、周波数ｆをΔｆだけ変化させ、傷３０の深さｄを測定した際に得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）を比較すると、深さｄを算出することができる。
【００２２】
＜＜測定装置２３の詳細＞＞
ここで、電圧信号Ｖｏに基づいて深さｄを測定する測定装置２３の詳細について説明する。測定装置２３は、図６に示すように、ＡＤＣ（ＡＤ変換器）５０、メモリ５１、マイコン５２を含んで構成される。
【００２３】
ＡＤＣ５０は、電圧信号Ｖｏをデジタルデータに変換してマイコン５２に出力する。メモリ５１は、マイコン５２が実行するプログラムや、電圧信号Ｖｏの電圧値を記憶する。マイコン５２は、メモリ５１に記憶されるプログラムを実行することにより、図７に示すような制御部６０、取得部６１、算出部６２、及び警報出力部６３を実現する。
【００２４】
制御部６０は、電流供給回路２０を制御し、励磁コイル２１に周波数ｆ１の交流電流ＩＡと周波数ｆ２の交流電流ＩＡを順次供給させる。
取得部６１は、周波数ｆ１，ｆ２の交流電流ＩＡの夫々が供給されている際の電圧信号Ｖｏを取得し、その電圧値をメモリ５１に格納する。また、取得部６１は、周波数ｆ２の交流電流ＩＡが供給されている際の電圧値をメモリ５１に格納すると、例えば、測定装置２３のＬＥＤ（不図示）を点灯させる。
なお、詳細は後述するが、取得部６１は、例えば、傷３０が測定された際の一組の電圧値と、穴３１が測定された際の一組の電圧値を取得してメモリ５１に格納する。
【００２５】
算出部６２は、メモリ５１に、例えば、一組の電圧値が２回格納されると、夫々の組の電圧値の変化を算出する。さらに、算出部６２は、算出された結果と、メモリ５１に格納された厚さｔ（穴３０の深さ）を示すデータを用いて深さｄを算出する。なお、算出部６２の詳細は後述する。
警報出力部６３は、算出部６２が算出した深さｄが所定以上の深さである場合、警報を出力する。なお、警報は、例えば測定装置２３に設けられたスピーカ（不図示）から発生するビープ音である。
【００２６】
＜＜傷３０の深さｄの測定方法の一例＞＞
ここで、傷３０の深さｄの測定方法の一例について説明する。なお、ここでは、傷３０の深さｄは、検査対象物１５の厚さｔよりも浅いこととする。
利用者は、非破壊検査装置１０を、傷３０が測定できるような位置に設置する。なお、傷３０が測定できるような位置（以下、位置Ａと称する）とは、例えば、図１に示すように、傷３０を迂回した渦電流による磁界Ｂ２を磁気センサ２２が測定できる位置である。
そして、利用者は、位置Ａに非破壊検査装置１０を設置すると、測定装置２３の操作部（不図示）を操作し、マイコン５２に図８に示す処理を実行させる。
【００２７】
まず、制御部６０は、電流供給回路２０を制御し、励磁コイル２１に周波数ｆ１の交流電流ＩＡを供給させる（Ｓ１００）。そして、取得部６１は、周波数ｆ１の交流電流ＩＡが供給されている際に磁気センサ２２から得られる電圧信号Ｖｏ（第１及び第３磁界信号）を取得し、その電圧値Ｖ１をメモリ５１に格納する（Ｓ１０１）。
【００２８】
つぎに、制御部６０は、電流供給回路２０を制御し、励磁コイル２１に周波数ｆ２（＞ｆ１）の交流電流ＩＡを供給させる（Ｓ１０２）。その後、取得部６１は、周波数ｆ２の交流電流ＩＡが供給されている際に磁気センサ２２から得られる電圧信号Ｖｏ（第２及び第４磁界信号）を取得し、その電圧値Ｖ２をメモリ５１に格納する（Ｓ１０３）。なお、前述のように、交流電流ＩＡの周波数が高くなると、電圧信号Ｖｏの電圧値は小さくなるため、電圧値Ｖ１，Ｖ２の関係は、例えば、図９に示されるような関係となる。
【００２９】
また、取得部６１は、処理Ｓ１０３が実行されると、一組の電圧値（Ｖ１，Ｖ２）の取得が終了したことを利用者に通知すべく、ＬＥＤ（不図示）を点灯させる（Ｓ１０４）。
【００３０】
利用者は、ＬＥＤの点灯を確認すると、非破壊検査装置１０を、例えば穴３１が測定できるような位置に設置する。なお、穴３１が測定できるような位置（以下、位置Ｂと称する）とは、例えば、穴３１を迂回した渦電流による磁界Ｂ２を磁気センサ２２が測定できる位置である。そして、利用者は、非破壊検査装置１０を位置Ｂに設置すると、再びマイコン５２に図８に示す処理を実行させる。この結果、位置Ｂにおける一組の電圧値（Ｖ３，Ｖ４）がメモリ５１に格納されることになる。また、この際にメモリ５１には、一組の電圧値が２回格納されることになるため、マイコン５２は、図１０に示す処理を開始する。
【００３１】
まず、算出部６２は、１回目にメモリ５１に格納された一組の電圧値（Ｖ１，Ｖ２）の変化、すなわちＶ１−Ｖ２を算出する（Ｓ２００）。そして、算出部６２は、２回目にメモリ５１に格納された一組の電圧値（Ｖ３，Ｖ４）の変化、すなわちＶ３−Ｖ４を算出する（Ｓ２０１）。
【００３２】
そして、算出部６２は、処理Ｓ２００，Ｓ２０１で算出された結果と、厚さｔ（穴３１の深さ）を用いて、下記の式（４）により深さｄを算出し、測定結果としてメモリ５１に格納する（Ｓ２０２）。
ｄ＝（（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ３−Ｖ４））×ｔ・・・（４）
また、警報出力部６３は、算出部６２に算出された深さｄが所定以上であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。そして、警報出力部６３は、算出された深さｄが所定以上でない場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、処理を終了する。一方、警報出力部６３は、算出された深さｄが所定以上である場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、警報を出力し（Ｓ２０４）、処理を終了する。
【００３３】
このように、非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の表面の傷３０の深さｄを測定することができる。
【００３４】
＜＜裏面の傷を表面から測定する場合＞＞
ところで、検査対象物１５の表面の傷３０を表面から測定する方法について説明したが、例えば、検査対象物１５の裏面に傷を表面から測定することも可能である。
【００３５】
図１１は、検査対象物１５の裏面に傷３５がある場合の検査対象物１５の断面図である。なお、傷３５は裏面に対して窪んだ傷であり、検査対象物１５の表面から傷３５の底面までの深さを深さｅとする。
【００３６】
ここで、図１２に示すように傷３５の底面までの深さｅがゼロの場合、すなわち、傷３５が貫通している場合、傷３５を迂回する渦電流Ｊｄは最も大きくなるため、電圧信号Ｖｏも高くなる。一方、傷３５の底面までの深さｅが小さくなると、検査対象物１５の表面近くでは渦電流Ｊｄは発生しなくなる。この結果、交流電流ＩＡの周波数によらず、電圧信号Ｖｏは低下する。そして、深さｅが検査対象物１５の厚さｔと等しくなると、渦電流Ｊｄはほぼゼロとなるため、電圧信号Ｖｏもほぼゼロとなる。
【００３７】
また、本実施形態では、検査対象物１５の表面に発生する渦電流の大きさが同じであるため、交流電流ＩＡの周波数が高い程、渦電流Ｊｄの電流値は小さくなる。したがって、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２，ｆ３の交流電流ＩＡが供給されると、電圧信号Ｖｏのレベルは低下する。
【００３８】
この結果、異なる深さｅに対して、周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏは、図１３に示すように変化する。図１３は、図５と同様の波形であるため、非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の裏面にある傷３５の深さｅについても、図８，９等に示した処理を実行することにより測定できる。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態である非破壊検査装置１０について説明した。前述のように、交流電流ＩＡの周波数ｆを変化させた際の電圧信号Ｖｏの変化は、傷３０の深さｄに起因する。このため、非破壊検査装置１０は、周波数ｆをΔｆ（＝ｆ２−ｆ１）だけ変化させた際の、既知の深さ（厚さｔ）の穴３１を測定して得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）及び傷３０の深さｄを測定した際に得られる電圧信号Ｖｏの変化（傾き）と、厚さｔとに基づいて深さｄを算出することができる。したがって、非破壊検査装置１０に深さｄを測定させる際には、別途検査対象物１５と同じ材質のサンプル等を用いる必要は無い。さらに、非破壊検査装置１０は、検査対象物１５の表面、または裏面にある傷の深さを測定できる。
【００４０】
また、電圧値（Ｖ１，Ｖ２）の変化の大きさは傷３０の深さｄにほぼ比例して大きくなる。このため、非破壊検査装置１０は、式（４）に基づいて精度良く深さｄを算出することができる。
【００４１】
また、既知の深さの穴として、例えばボルト等が取り付け可能な貫通した穴３１，３２を用いることにより、経年変化の影響が少ない検査対象物１５の厚さｔを既知の深さとすることができる。
【００４２】
また、例えば、図９に示すように、周波数ｆ１，ｆ２の差が大きいほど深さｄの測定精度は良くなる傾向がある。例えば電流供給回路２０は、周波数ｆ１の表皮深さ（浸透深さ）が厚さｔより深くなり、周波数ｆ２の表皮深さが厚さｔより浅くなるような交流電流ＩＡを励磁コイル２１に供給する。このような場合、周波数ｆ１，ｆ２の差は大きくなるため、精度良く深さｄを測定できる。
【００４３】
また、非破壊検査装置１０は、算出されて深さｄが所定以上である場合、警報を出力するため、利用者は容易に傷３０の危険性を把握できる。
【００４４】
また、磁気センサ２２に一般的なコイル等を用いてもよいが、ＳＱＵＩＤを用いることによって、精度良く深さｄを測定できる。
【００４５】
また、例えば利用者が図８、１０に示すようは処理を実行しても、精度良く深さｄを算出できる。
【００４６】
なお、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００４７】
本実施形態では、周波数ｆを周波数ｆ１から周波数ｆ２へと変化させたが、２以上の周波数ｆを変化させて、周波数に対する電圧値の傾きを求めても同様に深さｄを算出できる。
【００４８】
また、例えば、穴３１，３２等でなく、検査対象物１５のエッジ等の開口部を測定しても、同様の結果を得ることができる。さらに、穴３１，３２は貫通していなくても、深さが既知であればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 非破壊検査装置
２０ 電流供給回路
２１ 励磁コイル
２２ 磁気センサ
２３ 測定装置
３０，３５ 傷
３１，３２ 穴
５０ ＡＤＣ（ＡＤコンバータ）
５１ メモリ
５２ マイコン
６０ 制御部
６１ 取得部
６２ 算出部
６３ 警報出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させるべく、周波数が高くなると振幅が小さくなる交流電流を励磁コイルに供給する電流供給部と、
前記検査対象物の表面からの磁界を測定して、磁界強度に応じた磁界信号を出力する磁気センサと、
前記電流供給部が前記励磁コイルに第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数とは異なる第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第２磁界信号と、を取得する第１取得部と、
前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第４磁界信号と、を取得する第２取得部と、
前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第１及び第２磁界信号の値の第１の変化と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第３及び第４磁界信号の値の第２の変化と、前記所定深さと、に基づいて、前記窪んだ傷の深さを算出する算出部と、
を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非破壊検査装置であって、
前記算出部は、
前記第１及び前記第２の変化の比を、前記所定深さに乗算して前記窪んだ傷の深さを算出すること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査装置であって、
前記所定深さの穴は前記検査対象物を貫通する穴であること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の非破壊検査装置であって、
前記電流供給部は、
前記磁気センサに前記第１及び第３磁界信号を取得させる際に、表皮深さが前記所定深さよりも深くなるような前記第１周波数の交流電流を前記励磁コイルに供給し、前記磁気センサに前記第２及び第４磁界信号を取得させる際に、表皮深さが前記所定深さよりも浅くなるような前記第２周波数の交流電流を前記励磁コイルに供給すること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の非破壊検査装置であって、
前記算出部が算出した前記傷の深さが所定以上である場合、警報を出力する警報出力部を更に備えること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の非破壊検査装置であって、
前記磁気センサはＳＱＵＩＤであること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項７】
第１周波数で第１振幅の第１交流電流を励磁コイルに供給して一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させている際に、前記検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号を取得し、
前記第１周波数より高い第２周波数で前記第１振幅より小さい第２振幅の第２交流電流を前記励磁コイルに供給して前記一定の電流値の渦電流を前記検査対象物の表面に発生させている際に、前記窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第２磁界信号を取得し、
前記第１交流電流を前記励磁コイルに供給して前記一定の電流値の渦電流を前記検査対象物の表面に発生させている際に、前記検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号を取得し、
前記第２交流電流を前記励磁コイルに供給して前記一定の電流値の渦電流を前記検査対象物の表面に発生させている際に、前記所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第４磁界信号を取得し、
前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第１及び第２磁界信号の値の第１の変化と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第３及び第４磁界信号の値の第２の変化と、前記所定深さと、に基づいて、前記窪んだ傷の深さを算出すること、
を特徴とする非破壊検査方法。
【請求項１】
一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させるべく、周波数が高くなると振幅が小さくなる交流電流を励磁コイルに供給する電流供給部と、
前記検査対象物の表面からの磁界を測定して、磁界強度に応じた磁界信号を出力する磁気センサと、
前記電流供給部が前記励磁コイルに第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数とは異なる第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第２磁界信号と、を取得する第１取得部と、
前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第１周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号と、前記電流供給部が前記励磁コイルに前記第２周波数の交流電流を供給している際に、前記磁気センサから得られる前記所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第４磁界信号と、を取得する第２取得部と、
前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第１及び第２磁界信号の値の第１の変化と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第３及び第４磁界信号の値の第２の変化と、前記所定深さと、に基づいて、前記窪んだ傷の深さを算出する算出部と、
を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非破壊検査装置であって、
前記算出部は、
前記第１及び前記第２の変化の比を、前記所定深さに乗算して前記窪んだ傷の深さを算出すること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の非破壊検査装置であって、
前記所定深さの穴は前記検査対象物を貫通する穴であること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の非破壊検査装置であって、
前記電流供給部は、
前記磁気センサに前記第１及び第３磁界信号を取得させる際に、表皮深さが前記所定深さよりも深くなるような前記第１周波数の交流電流を前記励磁コイルに供給し、前記磁気センサに前記第２及び第４磁界信号を取得させる際に、表皮深さが前記所定深さよりも浅くなるような前記第２周波数の交流電流を前記励磁コイルに供給すること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の非破壊検査装置であって、
前記算出部が算出した前記傷の深さが所定以上である場合、警報を出力する警報出力部を更に備えること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の非破壊検査装置であって、
前記磁気センサはＳＱＵＩＤであること、
を特徴とする非破壊検査装置。
【請求項７】
第１周波数で第１振幅の第１交流電流を励磁コイルに供給して一定の電流値の渦電流を検査対象物の表面に発生させている際に、前記検査対象物の表面に対して窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第１磁界信号を取得し、
前記第１周波数より高い第２周波数で前記第１振幅より小さい第２振幅の第２交流電流を前記励磁コイルに供給して前記一定の電流値の渦電流を前記検査対象物の表面に発生させている際に、前記窪んだ傷の近傍の磁界強度に応じた第２磁界信号を取得し、
前記第１交流電流を前記励磁コイルに供給して前記一定の電流値の渦電流を前記検査対象物の表面に発生させている際に、前記検査対象物の表面に設けられた所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第３磁界信号を取得し、
前記第２交流電流を前記励磁コイルに供給して前記一定の電流値の渦電流を前記検査対象物の表面に発生させている際に、前記所定深さの穴の近傍の磁界強度に応じた第４磁界信号を取得し、
前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第１及び第２磁界信号の値の第１の変化と、前記第１及び第２周波数の夫々に対応する前記第３及び第４磁界信号の値の第２の変化と、前記所定深さと、に基づいて、前記窪んだ傷の深さを算出すること、
を特徴とする非破壊検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−６８０６１（Ｐ２０１２−６８０６１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１０９９（Ｐ２０１０−２１１０９９）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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