JP3964061B2

JP3964061B2 - Method and apparatus for flaw detection by magnetic measurement

Info

Publication number: JP3964061B2
Application number: JP30178598A
Authority: JP
Inventors: 正人榎園
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: JP2000131287A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気計測による探傷方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、探傷装置としては、超音波が用いられているが、この装置では、解析度の面で限界があった。
【０００３】
一方、導電性を有する渦電流非破壊試験においては、励磁コイルは実験中の金属で渦電流を発生する。金属の欠陥はその渦電流を摂動させ（乱し）、その結果が金属表面上の磁界に反映される。この磁界での摂動を検知するには、別々のコイルを励磁又は検知に用いる場合、励磁コイルのインピーダンスにおける変化か、又は二次コイルにおける誘導電圧の変化をもって観測することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の誘導電圧の変化を観測する方法では、残念ながらその誘導電圧の変化は非常に小さいのが普通である。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するために、簡単な構造の差動渦電流型センサーを用いて、感度が良好で精度の高い磁気計測による探傷方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕磁気計測による探傷方法において、断面がコの字形状のフェライトコアの中央に巻回されるトラック状の励磁コイルと、前記断面がコの字形状のフェライトコアの複数の脚にそれぞれ巻回され、マトリクス状に配置されるサーチコイルを有するセンサーを導電性を有する被探傷体上に配置し、前記励磁コイルに供給する励磁信号を生成する多重周波数励磁信号発生手段と、前記センサーからの出力を取り込むパワースペクトル評価装置とを備え、前記センサーで前記被探傷体を走査することにより、前記多重周波数と前記被探傷体の傷の形状に対応した渦電流の変化を示す、周波数及び走査方向の関数を表すスペクトログラムを得て、そのスペクトログラムを解析し、前記被探傷体の探傷を行うようにしたものである。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の磁気計測による探傷方法において、前記励磁コイルに入力される励磁信号は、複数の信号を合成した多重周波数励磁信号である。
【０００８】
〔３〕上記〔２〕記載の磁気計測による探傷方法において、前記励磁信号は、４〜１９ｋＨｚの周波数を持つ正弦波からなる。
【０００９】
〔４〕上記〔２〕記載の磁気計測による探傷方法において、前記スペクトログラムの解析により、前記被探傷体の傷の３次元形状を計測する。
【００１０】
〔５〕上記〔２〕記載の磁気計測による探傷方法において、前記スペクトログラムの解析により、前記被探傷体の傷の位置を計測する。
【００１１】
〔６〕磁気計測による探傷装置において、断面がコの字形状のフェライトコアの中央に巻回されるトラック状の励磁コイルと、前記断面がコの字形状のフェライトコアの複数の脚にそれぞれ巻回され、マトリクス状に配置されるサーチコイルを有するセンサーと、導電性を有する被探傷体と、前記励磁コイルに供給する励磁信号を生成する多重周波数励磁信号発生手段と、前記センサーからの出力を取り込むパワースペクトル評価装置と、前記センサーを前記被探傷体上に配置し、前記センサーで前記被探傷体を走査することにより、前記センサーからの出力を前記パワースペクトル評価装置に取込み、前記多重周波数と前記被探傷体の傷の形状に対応した渦電流の変化を示す、周波数及び走査方向の関数を表すスペクトログラムを得て、そのスペクトログラムを解析し、前記被探傷体の探傷を行う手段とを具備する。
【００１２】
〔７〕上記〔６〕記載の磁気計測による探傷装置において、前記センサーは、両側の下部に複数の脚を有するフェライトコアと、このフェライトコアの中央に配置される励磁コイルと、前記フェライトコアの脚に巻回されるサーチコイルとを具備する。
【００１３】
〔８〕上記〔７〕記載の磁気計測による探傷装置において、前記複数の脚をマトリクス状に配置する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例を示す磁気計測による探傷センサーの構成図であり、図１（ａ）はその探傷センサーの上面斜視図、図１（ｂ）はその探傷センサーの底面斜視図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。
【００１６】
これらの図に示すように、このセンサー１は断面がコの字形状のフェライトコア３に励磁コイル２とサーチコイル（ピックアップコイル）５が組になって構成されている。すなわち、断面がコの字形状のフェライトコア３の中央に巻回されるトラック状の励磁コイル２と、断面コの字形状のフェライトコア３の複数の脚４にそれぞれ巻回されるサーチコイル５とを備えている。また、その複数の脚４をマトリクス状に配置する。なお、このセンサー１のサイズは、図１（ｃ）において、Ｌ₁は３ｍｍ、Ｌ₂は１０ｍｍ、Ｌ₃は１５ｍｍである。
【００１７】
励磁コイル２の巻数は例えば２００であり（０．２ｍｍ径）、１４個のサーチコイルはそれぞれ、例えば巻数１００（０．０４ｍｍ径）である。サーチコイル５が複数あることにより、このセンサー１のみによって同時に渦電流の変化に基づく磁界の測定を行い、被探傷体の探傷を行うことができる。
【００１８】
すなわち、センサー１は、両側の下部に複数の脚４を有するフェライトコア３と、このフェライトコア３の中央に配置される励磁コイル２と、前記フェライトコア３の複数の脚４に巻回されるサーチコイル５とを具備する。
【００１９】
また、このセンサー１を用いて測定を行うために、コンピュータ制御システムを構成した。このシステムによって、正確なセンサー立体配置やデータ取得、信号分析、結果の表示が可能になる。このシステムは、渦電流探査、励磁サブシステム、計測増幅器、データ獲得インターフェイス（Ａ／Ｄ変換器）、位置決め装置、コンピュータといった主要成分に分解することが容易である。このコンピュータは、ＧＰＩＢインターフェイスを用いてシステム全体を制御し、入力信号やデータ提示のデジタル信号処理などの機能を果たす。このシステムの概略図を図２に示す。
【００２０】
図２は本発明の実施例を示す磁気計測による探傷システムの模式図である。
【００２１】
この図において、この探傷システムは、探傷を行う被探傷体１０上にセンサー１を配置し、多重周波数励磁信号発生装置２１、電力増幅器２２を介して、センサー１の励磁コイル２に電力が供給される。そして、このセンサー１からの出力は、計測増幅器２３、Ａ／Ｄ変換器（データ獲得インターフェイス）２４を介してパワースペクトル評価装置２５に取り込まれ、このパワースペクトル評価装置２５内において、信号処理部２５Ａを介して、センサー１の走査点におけるスペクトル２５Ｂと、それらの走査点のデータを総合して得られるスペクトログラム２５Ｃを得ることができる。
【００２２】
なお、スペクトル２５Ｂの一例が図３に示されている。図３において、横軸は周波数（ｋＨｚ）、縦軸は振幅評価（ｍＶ）を示している。
【００２３】
このように、励磁コイル２は、電力増幅器２２を介して多重周波数励磁信号発生装置２１に接続され、多重周波数励磁信号発生装置２１は、選択した高調波を含む合成信号を用いている。サーチコイル５から得られたアナログ信号は、計測増幅器２３を介してＡ／Ｄ変換器２４によってデジタル形式に変換され、上記したように、パワースペクトル評価装置２５によって、被探傷体の探傷を行う。
【００２４】
以下、本発明の実験例を示す磁気計測による探傷について説明する。
【００２５】
図４は本発明の実施例を示す磁気計測による探傷を行うための実験標本を示す図であり、図４（ａ）はその実験標本の裏面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。
【００２６】
これらの図に示すように、被探傷体としての実験標本は、被探傷体としてのインコネル６００（ＩＮＣＯＮＥＬ６００）の厚さ５ｍｍの方形プレート３１から構成され、方形の傷としての亀裂（傷）３２を一つずつ有する。
【００２７】
また、方形プレートの比透磁率及び導電率は、それぞれ１（無単位）、１．０×１０⁶Ｓ／ｍである。実験標本の面積は、周辺効果がなくとも測定に十分な大きさ（２５０ｍｍ×１２０ｍｍ）である。各亀裂３２は被探傷体としての方形プレートの中央に配置され、亀裂３２が方形プレート３１の長手方向の軸と直交するように並べられた。亀裂３２は幅５ｍｍ、長さ５〜２０ｍｍであったが、深さは１．０ｍｍから４．０ｍｍに達した。データは探査位置の関数として集めた。
【００２８】
第１の測定は、０．３ｍｍのリフトオフで正方形領域上の探査を走査して行った。あらゆる実験から、２例が選ばれ、その結果を図５及び図６に示す。
【００２９】
ここで、図５はセンサーが配置される反対側の亀裂によって生じる信号を示しており、実験標本５×１０ｍｍ、亀裂の深さは１ｍｍ、励磁周波数７ｋＨｚであり、Ｘ軸とＹ軸は単位がｍｍであり、高さＵはｍＶを示している。図６も同様にセンサーが配置される裏面側の亀裂によって生じる信号を示しており、実験標本５×５ｍｍ、亀裂の深さは２ｍｍ、励磁周波数７ｋＨｚであり、Ｘ軸とＹ軸は単位がｍｍであり、高さＵはｍＶを示している。
【００３０】
第２の測定は、スロット軸と直交する線に沿って探査を１ｍｍごとに走査して行った。４〜１９ｋＨｚの周波数を持つ正弦波（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｓｉｇｎａｌ）から構成される多重周波数励磁信号を用いてこの測定結果を出した。このスペクトログラムを図７及び図８に示す。
【００３１】
つまり、図７のスペクトログラムはセンサーが配置される反対側の亀裂を簡単に識別することができることを示している。ここで、図７（ａ）は亀裂の深さが１ｍｍの場合、図７（ｂ）は亀裂の深さが２ｍｍの場合、図７（ｃ）は亀裂の深さが３ｍｍの場合、図７（ｄ）は亀裂の深さが４ｍｍの場合をそれぞれを示している。
【００３２】
図８のスペクトログラムはセンサーが配置される同じ側の亀裂を簡単に識別する図である。なお、図８（ａ）は亀裂の深さが１ｍｍの場合、図８（ｂ）は亀裂の深さが２ｍｍの場合、図８（ｃ）は亀裂の深さが３ｍｍの場合、図８（ｄ）は亀裂の深さが４ｍｍの場合のそれぞれを示している。
【００３３】
本発明によれば、次に述べるように、３次元形状の種々の傷を探傷することができる。
【００３４】
図９はステンレススチール板の裏面に５×１５ｍｍで深さ１ｍｍの傷によって生じる信号を示す図であり、図９（ａ）はその被探傷体を示す斜視図、図９（ｂ）は本発明のセンサーによって得られる信号を示す図である。
【００３５】
これによれば、図９（ｂ）から明らかなように、長方形の傷があることが分かる。
【００３６】
図１０はステンレススチール板の裏面に５×１０ｍｍで深さ２ｍｍの傷によって生じる信号を示す図であり、図１０（ａ）はその被探傷体を示す斜視図、図１０（ｂ）は本発明のセンサーによって得られる信号を示す図である。
【００３７】
これによれば、図１０（ｂ）から明らかなように、図９（ｂ）と比較すると、少し深い目の長方形の傷があることが分かる。
【００３８】
図１１はステンレススチール板の裏面に直径５ｍｍで深さ３ｍｍの円柱状の傷によって生じる信号を示す図であり、図１１（ａ）はその被探傷体を示す斜視図、図１１（ｂ）は本発明のセンサーによって得られる信号を示す図である。
【００３９】
これによれば、図１１（ｂ）から明らかなように、円柱状の傷があることが分かる。
【００４０】
このように、本発明によれば、その傷の３次元形状（２次元形状や深さ）やその傷の位置も正確に測定することができる。
【００４１】
ここに示した結果により、本発明のセンサーが亀裂の検知やその認識を行うのに非常に有用であることが実証された。
【００４２】
以上述べた全ての操作の後、結果的に生じた信号はスペクトログラムの生成に使用される。将来的に、このスペクトログラムは、ニューラルネットワークを用いた欠陥の同定に用いられるであろう。
【００４３】
また、本発明によれば、超電導、電子部品、タンクや炉等の被破壊検査による探傷に威力を発揮すると思われる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４５】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００４６】
（Ａ）簡単な構造の差動渦電流型センサーでもって、感度が良好で精度の高い磁気計測による探傷を行うことができる。
【００４７】
（Ｂ）被探傷体の欠陥の３次元形状やその位置を正確に測定することができる。
【００４８】
（Ｃ）差動渦電流型センサーのサーチコイルをマトリクス状に配置することにより、評価プロセスを高速にし、的確な磁気計測による探傷を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す磁気計測による探傷装置の探傷センサーの構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す磁気計測による探傷システムの模式図である。
【図３】本発明の実施例を示すセンサーの走査点におけるスペクトルを示す図である。
【図４】本発明の実施例を示す磁気計測による探傷を行うための実験標本を示す図である。
【図５】本発明の実施例を示すセンサーが配置される反対側の亀裂（深さ１ｍｍ）によって生じる信号を示す図である。
【図６】本発明の実施例を示すセンサーが配置される反対側の亀裂（深さ２ｍｍ）によって生じる信号を示す図である。
【図７】本発明の実施例を示す探傷装置によるスペクトログラム（その１）を示す図である。
【図８】本発明の実施例を示す探傷装置によるスペクトログラム（その２）を示す図である。
【図９】ステンレススチール板の裏面に５×１５ｍｍで深さ１ｍｍの傷によって生じる信号を示す図である。
【図１０】ステンレススチール板の裏面に５×１０ｍｍで深さ２ｍｍの傷によって生じる信号を示す図である。
【図１１】ステンレススチール板の裏面に直径５ｍｍで深さ３ｍｍの円柱状の傷によって生じる信号を示す図である。
【符号の説明】
１センサー
２励磁コイル
３フェライトコア
４脚
５サーチコイル（ピックアップコイル）
１０被探傷体
２１多重周波数励磁信号発生装置
２２電力増幅器
２３計測増幅器
２４Ａ／Ｄ変換器（データ獲得インターフェイス）
２５パワースペクトログラム評価装置
２５Ａ信号処理部
２５Ｂセンサーの走査点におけるスペクトル
２５Ｃスペクトログラム
３１被探傷体（方形プレート）
３２亀裂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flaw detection method and apparatus using magnetic measurement.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ultrasonic wave has been used as a flaw detection apparatus, but this apparatus has a limit in terms of analysis.
[0003]
On the other hand, in the eddy current nondestructive test having conductivity, the exciting coil generates eddy current with the metal under experiment. Metal defects perturb (disturb) the eddy current, and the result is reflected in the magnetic field on the metal surface. In order to detect the perturbation in this magnetic field, when separate coils are used for excitation or detection, it is possible to observe with a change in the impedance of the excitation coil or a change in the induced voltage in the secondary coil.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for observing the change in the induced voltage, unfortunately, the change in the induced voltage is usually very small.
[0005]
In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a flaw detection method and apparatus using magnetic measurement with good sensitivity and high accuracy using a differential eddy current sensor having a simple structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides
[1] In a flaw detection method using magnetic measurement, a track-like excitation coil wound around the center of a U-shaped ferrite core and a plurality of legs of the ferrite core having a U-shaped cross-section are wound respectively. A multi-frequency excitation signal generating means for generating an excitation signal to be supplied to the excitation coil, wherein a sensor having a search coil that is rotated and arranged in a matrix is disposed on a conductive flaw detector; and a power spectrum evaluation unit for capturing the output, by scanning the test object substance in the sensor, showing the changes in the eddy current corresponding to the shape of the wound of the test object body and the multiple frequencies, the frequency and the scanning direction to obtain a spectrogram representing a function, it analyzes the spectrogram, in which to perform the flaw detection of the test object substance.
[0007]
[2] In the flaw detection method using magnetic measurement according to [1], the excitation signal input to the excitation coil is a multi-frequency excitation signal obtained by combining a plurality of signals.
[0008]
[3] In the flaw detection method using magnetic measurement according to [2], the excitation signal is a sine wave having a frequency of 4 to 19 kHz.
[0009]
[4] In the flaw detection method by magnetic measurement as described in [2] above, the three-dimensional shape of the flaw of the flaw detection object is measured by analyzing the spectrogram.
[0010]
[5] In the flaw detection method using magnetic measurement according to [2] above, the position of the flaw on the object to be flawed is measured by analyzing the spectrogram.
[0011]
[6] In a flaw detection apparatus using magnetic measurement, a track-like excitation coil wound around the center of a U-shaped ferrite core and a plurality of legs of the ferrite core having a U-shaped cross-section are wound respectively. A sensor having a search coil that is rotated and arranged in a matrix , a test object having conductivity, multi-frequency excitation signal generating means for generating an excitation signal to be supplied to the excitation coil, and an output from the sensor A power spectrum evaluation device to be captured, and the sensor is disposed on the flaw detection object, and the flaw detection device scans the flaw detection object to capture the output from the sensor into the power spectrum evaluation device, and the multiple frequencies the shows a change in eddy current corresponding to the shape of the wound of test object body, to obtain a spectrogram representing a function of frequency and the scanning direction, its Analyzing the spectrogram, and means for performing flaw detection of the test object substance.
[0012]
[7] In the flaw detection apparatus using magnetic measurement according to [6] above, the sensor includes a ferrite core having a plurality of legs at the lower portions on both sides, an excitation coil disposed in the center of the ferrite core, And a search coil wound around the leg.
[0013]
[8] In the flaw detection apparatus using magnetic measurement according to [7], the plurality of legs are arranged in a matrix.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0015]
FIG. 1 is a configuration diagram of a flaw detection sensor using magnetic measurement according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a top perspective view of the flaw detection sensor, and FIG. 1 (b) is a bottom perspective view of the flaw detection sensor. 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 1 (a).
[0016]
As shown in these drawings, the sensor 1 is constituted by a ferrite core 3 having a U-shaped cross section and an exciting coil 2 and a search coil (pickup coil) 5 as a set. That is, a search coil 5 in cross-section the track shape of the exciting coil 2 wound around the center of the ferrite core 3 U-shaped, are wound respectively around the plurality of legs 4 of the ferrite core 3 in shaped cross-section U And. The plurality of legs 4 are arranged in a matrix. The size of the sensor 1 in FIG. 1C is 3 mm for L ₁ , 10 mm for L ₂ , and 15 mm for L ₃ .
[0017]
The number of turns of the exciting coil 2 is, for example, 200 (0.2 mm diameter), and each of the 14 search coils has, for example, 100 turns (0.04 mm diameter). By search coil 5 is more, the sensor 1 only thus simultaneously perform magnetic field measurements based on the change of the eddy current, it is possible to perform flaw detection test object body.
[0018]
That is, the sensor 1 is wound around a ferrite core 3 having a plurality of legs 4 at the lower portions on both sides, an excitation coil 2 disposed in the center of the ferrite core 3, and a plurality of legs 4 of the ferrite core 3. And a search coil 5.
[0019]
In order to perform measurement using the sensor 1, a computer control system was configured. This system enables accurate sensor configuration, data acquisition, signal analysis, and results display. This system is easy to break down into major components such as eddy current exploration, excitation subsystem, instrumentation amplifier, data acquisition interface (A / D converter), positioning device, computer. This computer controls the entire system using the GPIB interface, and performs functions such as digital signal processing of input signals and data presentation. A schematic diagram of this system is shown in FIG.
[0020]
FIG. 2 is a schematic diagram of a flaw detection system by magnetic measurement showing an embodiment of the present invention.
[0021]
In this figure, in this flaw detection system, a sensor 1 is arranged on a test object 10 for flaw detection, and power is supplied to an excitation coil 2 of the sensor 1 via a multi-frequency excitation signal generator 21 and a power amplifier 22. The Then, the output from the sensor 1 is taken into the power spectrum evaluation device 25 via the measurement amplifier 23 and the A / D converter (data acquisition interface) 24, and in this power spectrum evaluation device 25, the signal processor 25 </ b> A. Thus, the spectrum 25B at the scanning points of the sensor 1 and the spectrogram 25C obtained by combining the data at these scanning points can be obtained.
[0022]
An example of the spectrum 25B is shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis indicates frequency (kHz), and the vertical axis indicates amplitude evaluation (mV).
[0023]
In this way, the excitation coil 2 is connected to the multi-frequency excitation signal generator 21 via the power amplifier 22, and the multi-frequency excitation signal generator 21 uses a synthesized signal including the selected harmonic. The analog signal obtained from the search coil 5 is converted into a digital format by the A / D converter 24 through the measurement amplifier 23, and the object to be inspected is detected by the power spectrum evaluation device 25 as described above.
[0024]
Hereinafter, flaw detection by magnetic measurement showing an experimental example of the present invention will be described.
[0025]
4A and 4B are diagrams showing an experimental specimen for performing flaw detection by magnetic measurement according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a back view of the experimental specimen, and FIG. It is AA 'sectional view taken on the line.
[0026]
As shown in these drawings, an experimental specimen as a test object is composed of a 5 mm thick rectangular plate 31 of Inconel 600 (INCONEL 600) as a test object, and a crack (scratch) 32 as a square flaw. One by one.
[0027]
Moreover, the relative magnetic permeability and electrical conductivity of the rectangular plate are 1 (no unit) and 1.0 × 10 ⁶ S / m, respectively. The area of the experimental specimen is large enough for measurement (250 mm × 120 mm) without any peripheral effects. Each crack 32 was arranged at the center of a square plate as a test object, and the cracks 32 were arranged so as to be orthogonal to the longitudinal axis of the square plate 31. The crack 32 had a width of 5 mm and a length of 5 to 20 mm, but the depth reached from 1.0 mm to 4.0 mm. Data was collected as a function of exploration location.
[0028]
The first measurement was performed by scanning for exploration over a square area with a lift off of 0.3 mm. Two examples were chosen from every experiment, and the results are shown in FIGS.
[0029]
Here, FIG. 5 shows a signal generated by the crack on the opposite side where the sensor is arranged. The experimental specimen is 5 × 10 mm, the crack depth is 1 mm, the excitation frequency is 7 kHz, and the X axis and Y axis are in units. mm, and the height U indicates mV. FIG. 6 also shows a signal generated by a crack on the back side where the sensor is arranged. The experimental specimen is 5 × 5 mm, the crack depth is 2 mm, the excitation frequency is 7 kHz, and the units of the X axis and Y axis are mm. And the height U indicates mV.
[0030]
The second measurement was performed by scanning every 1 mm along a line perpendicular to the slot axis. This measurement result was obtained using a multi-frequency excitation signal composed of a sine wave having a frequency of 4 to 19 kHz. The spectrogram is shown in FIGS.
[0031]
That is, the spectrogram of FIG. 7 shows that the opposite crack where the sensor is located can be easily identified. 7A shows a case where the crack depth is 1 mm, FIG. 7B shows a case where the crack depth is 2 mm, and FIG. 7C shows a case where the crack depth is 3 mm. (D) shows the case where the depth of the crack is 4 mm.
[0032]
The spectrogram of FIG. 8 is a diagram that easily identifies cracks on the same side where the sensor is located. 8A shows a case where the crack depth is 1 mm, FIG. 8B shows a case where the crack depth is 2 mm, FIG. 8C shows a case where the crack depth is 3 mm, and FIG. d) shows the case where the depth of the crack is 4 mm.
[0033]
According to the present invention, various flaws having a three-dimensional shape can be detected as described below.
[0034]
FIG. 9 is a diagram showing a signal generated by a flaw of 5 × 15 mm and a depth of 1 mm on the back surface of the stainless steel plate, FIG. 9 (a) is a perspective view showing the object to be inspected, and FIG. 9 (b) is the present invention. It is a figure which shows the signal obtained by the sensor of.
[0035]
According to this, as is clear from FIG. 9B, it can be seen that there is a rectangular scratch.
[0036]
FIG. 10 is a view showing a signal generated by a scratch of 5 × 10 mm and a depth of 2 mm on the back surface of the stainless steel plate, FIG. 10 (a) is a perspective view showing the object to be inspected, and FIG. 10 (b) is the present invention. It is a figure which shows the signal obtained by the sensor of.
[0037]
According to this, as is clear from FIG. 10B, it can be seen that there is a rectangular scratch on the eyes a little deeper than in FIG. 9B.
[0038]
FIG. 11 is a diagram showing a signal generated by a cylindrical flaw having a diameter of 5 mm and a depth of 3 mm on the back surface of the stainless steel plate. FIG. 11A is a perspective view showing the flaw detection object, and FIG. It is a figure which shows the signal obtained by the sensor of this invention.
[0039]
According to this , it is clear from FIG. 11B that there is a cylindrical scratch.
[0040]
Thus, according to the present invention, the three-dimensional shape (two-dimensional shape and depth) of the flaw and the position of the flaw can be accurately measured.
[0041]
The results presented here demonstrate that the sensor of the present invention is very useful for detecting and recognizing cracks.
[0042]
After all the operations described above, the resulting signal is used to generate a spectrogram. In the future, this spectrogram will be used for defect identification using neural networks.
[0043]
Further, according to the present invention, a superconducting electronic component, it seems to play an effective role in the flaw detection by the destructive inspection of the tank or furnace, and the like.
[0044]
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0046]
(A) With a differential eddy current sensor having a simple structure, it is possible to perform flaw detection by magnetic measurement with good sensitivity and high accuracy.
[0047]
(B) It is possible to accurately measure the three-dimensional shape and the position of the defect of the inspection object.
[0048]
The (C) Sadouzu current type sensor search coil by arranging in a matrix, the evaluation process is a high speed, it is possible to perform flaw detection by accurate magnetic measurements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a flaw detection sensor of a flaw detection apparatus using magnetic measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a flaw detection system by magnetic measurement showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a spectrum at a scanning point of a sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an experimental specimen for performing flaw detection by magnetic measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a signal generated by a crack (depth 1 mm) on the opposite side where a sensor according to an embodiment of the present invention is arranged.
FIG. 6 is a diagram showing a signal generated by a crack (depth 2 mm) on the opposite side on which a sensor according to an embodiment of the present invention is arranged.
FIG. 7 is a diagram showing a spectrogram (No. 1) obtained by a flaw detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a spectrogram (part 2) obtained by the flaw detector according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a signal generated by a flaw of 5 × 15 mm and a depth of 1 mm on the back surface of a stainless steel plate.
FIG. 10 is a diagram showing a signal generated by a scratch of 5 × 10 mm and a depth of 2 mm on the back surface of a stainless steel plate.
FIG. 11 is a diagram showing a signal generated by a cylindrical flaw having a diameter of 5 mm and a depth of 3 mm on the back surface of the stainless steel plate.
[Explanation of symbols]
1 Sensor 2 Excitation Coil 3 Ferrite Core 4 Leg 5 Search Coil (Pickup Coil)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Test body 21 Multi-frequency excitation signal generator 22 Power amplifier 23 Measurement amplifier 24 A / D converter (data acquisition interface)
25 Power spectrogram evaluation device 25A Signal processor 25B Spectrum at the scanning point of the sensor 25C Spectrogram 31 Flawed object (rectangular plate)
32 Crack

Claims

In the flaw detection method by magnetic measurement,
A track-like excitation coil wound around the center of a U-shaped ferrite core and a search in which the section is wound around a plurality of legs of a U-shaped ferrite core and arranged in a matrix. A sensor having a coil is disposed on a test object having conductivity, and includes a multi-frequency excitation signal generating means for generating an excitation signal to be supplied to the excitation coil, and a power spectrum evaluation device for capturing an output from the sensor. By scanning the flaw detection object with the sensor, a spectrogram representing a function of the frequency and the scanning direction indicating a change in eddy current corresponding to the multiple frequencies and the flaw shape of the flaw detection object is obtained, A flaw detection method by magnetic measurement, characterized by analyzing a spectrogram and performing flaw detection on the flaw detection object.

2. The flaw detection method by magnetic measurement according to claim 1, wherein the excitation signal input to the excitation coil is a multi-frequency excitation signal obtained by combining a plurality of signals.

3. The flaw detection method by magnetic measurement according to claim 2, wherein the excitation signal is a sine wave having a frequency of 4 to 19 kHz.

The flaw detection method by magnetic measurement according to claim 2, wherein a three-dimensional shape of the flaw of the flaw detection object is measured by analyzing the spectrogram.

3. The flaw detection method by magnetic measurement according to claim 2, wherein a position of a flaw on the flaw detection object is measured by analyzing the spectrogram.

In flaw detection equipment using magnetic measurement,
(A) A track-shaped exciting coil wound around the center of a U-shaped ferrite core and a plurality of legs wound around the U-shaped ferrite core, and arranged in a matrix. A sensor having a search coil to be
(B) a test object having conductivity;
(C) multi-frequency excitation signal generating means for generating an excitation signal to be supplied to the excitation coil;
(D) a power spectrum evaluation device that captures the output from the sensor;
(E) The sensor is arranged on the test object, and the sensor is scanned with the sensor so that the output from the sensor is taken into the power spectrum evaluation device, and the multiple frequencies and the test object are detected. Obtaining a spectrogram representing a function of frequency and scanning direction showing a change in eddy current corresponding to the shape of the flaw, analyzing the spectrogram, and performing a flaw detection on the inspection object. A flaw detector using magnetic measurement.

7. The flaw detection apparatus using magnetic measurement according to claim 6, wherein the sensor includes a ferrite core having a plurality of legs at lower portions on both sides, an excitation coil disposed in the center of the ferrite core, and a winding around the legs of the ferrite core. And a flaw detection apparatus using magnetic measurement.

8. The flaw detection apparatus using magnetic measurement according to claim 7, wherein the plurality of legs are arranged in a matrix.