特許 6472314 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6472314

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】渦電流探傷装置および渦電流探傷方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/90 20060101AFI20190207BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/90

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-85388(P2015-85388)

(22)【出願日】2015年4月17日

(65)【公開番号】特開2016-205902(P2016-205902A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2018年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】成重 将史

(72)【発明者】

【氏名】三木 将裕

(72)【発明者】

【氏名】吉田 功

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−３３４４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５６０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３３２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２１９１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８０９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４７３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６９６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０５３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３２２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７１１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００５７２６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３７６０２３２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合わせたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置であって、
前記各チャンネルに対応した前記軸方向の情報を入力する入力手段と、
前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する探傷手段と、
前記探傷手段により測定された前記起電力の測定値を、前記軸方向を同じくする複数のデータ群に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された各データ群に対し、前記軸方向による感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理する演算処理手段と、
前記演算処理手段により演算処理された前記各データ群の演算結果を前記測定位置に対応するように再配列する再配列手段と、
前記再配列手段により再配列された前記演算結果を前記測定位置に対応付けて表示する表示手段とを備えていることを特徴とする渦電流探傷装置。

【請求項2】

入力手段における軸方向の情報の入力が、個々のチャンネルを指定して行われるか、または規則性に基づき複数のチャンネルを一括して行われるかのいずれかである請求項１に記載の渦電流探傷装置。

【請求項3】

探傷手段におけるチャンネルの切り替えが、マルチプレクサにより行われる請求項１または請求項２に記載の渦電流探傷装置。

【請求項4】

演算処理手段における演算処理が、デジタルフィルタによる処理である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の渦電流探傷装置。

【請求項5】

再配列手段において再配列される配列が、二次元配列である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の渦電流探傷装置。

【請求項6】

表示手段における演算結果の表示が、前記演算結果に対応した色調表示または階調表示である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の渦電流探傷装置。

【請求項7】

一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合わせたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置であって、
前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する探傷手段と、
前記探傷手段により測定された前記起電力の測定値を、前記軸方向による感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理する演算処理手段と、
前記演算処理手段により演算処理された演算結果を、前記測定位置に対応付けて前記演算結果に対応して色調表示または階調表示する表示手段とを備えていることを特徴とする渦電流探傷装置。

【請求項8】

一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合せたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置を用いて探傷する渦電流探傷方法であって、
前記各チャンネルに対応した前記軸方向の情報を入力するステップと、
前記マルチコイルプローブを用いた被検体上の走査により前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定するステップと、
前記起電力の測定値を前記軸方向を同じくする複数のデータ群に分割するステップと、
分割された前記データ群に対し、前記軸方向の感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理をするステップと、
前記演算処理された前記各データ群の演算結果を前記測定位置に対応するように再配列するステップと、
再配列された前記演算結果を前記測定位置に対応付けて表示するステップとを含むことを特徴とする渦電流探傷方法。

【請求項9】

一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合せたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置を用いて探傷する渦電流探傷方法であって、
前記マルチコイルプローブを用いた被検体上の走査により前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定するステップと、
前記起電力の測定値を、前記軸方向の感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理をするステップと、
前記演算処理された演算結果を、前記測定位置に対応付けて前記演算結果に対応して表示するステップとを含むことを特徴とする渦電流探傷方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、渦電流探傷装置および渦電流探傷方法に関する。

【背景技術】

【0002】

導電性材料により形成された構造物の欠陥検査として、渦電流探傷装置が広く利用されている。この渦電流探傷装置は、励磁コイルを用いて検査対象となる構造物中に渦電流を発生させ、欠陥近傍での渦電流の変化を検出コイルで検出して上記欠陥を探知する。

【0003】

このような渦電流探傷装置としては、例えば、複数のコイルを千鳥状に二列に配置して走査するマルチコイルプローブが用いられ、上記複数のコイルの中から一組の励磁コイルと検出コイルとを割り当てて一組のチャンネルを形成し、上記チャンネルを順次切り替えることで広い範囲を一括して探傷するものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。

【0004】

上記装置では、プローブの走査方向に対して直交する方向に並んだコイル同士を励磁コイルおよび検出コイルとしてスキャンするＸスキャンと、走査方向に対して斜め水平方向に並んだコイル同士を励磁コイルと検出コイルとしてスキャンするＹスキャンとを組み合わせて探傷を行う。このような励磁コイルと検出コイルとの組合せ（チャンネル）では、励磁コイルの中心部と検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向に対して高い検出感度を有するため、上記ＸスキャンおよびＹスキャンを組み合わせることで、位置や方位が不定な欠陥に対しても１回の走査で測定領域内の欠陥を探知することができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】西水亮、他１０名、「複雑形状部検査のための渦電流探傷システムの開発」、日本原子力学会和文論文誌、２００８年、Ｖｏｌ．７、Ｎｏ．２、ｐ．１４２−１５１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述したような従来の渦電流探傷装置を用いた場合、例えば図１２に示すように、探傷結果として得られる画像において、隣り合うチャンネル同士で縞状のノイズを生じる場合がある。これは、チャンネル軸の方向に依存する渦電流検出の感度特性に起因するものであり、同一の欠陥を測定する場合であっても、軸方向が互いに異なる隣り合うチャンネル同士で感度特性に相異を生じ、結果として縞状のノイズが生じてしまうためであると考えられる。

【0007】

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、探傷結果として得られる画像において、縞状のノイズを十分に低減可能な渦電流探傷装置および渦電流探傷方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、
（１）一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合わせたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置であって、
前記各チャンネルに対応した前記軸方向の情報を入力する入力手段と、
前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する探傷手段と、
前記探傷手段により測定された前記起電力の測定値を、前記軸方向を同じくする複数のデータ群に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された各データ群に対し、前記軸方向による感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理する演算処理手段と、
前記演算処理手段により演算処理された前記各データ群の演算結果を前記測定位置に対応するように再配列する再配列手段と、
前記再配列手段により再配列された前記演算結果を前記測定位置に対応付けて表示する表示手段とを備えていることを特徴とする渦電流探傷装置、
（２）入力手段における軸方向の情報の入力が、個々のチャンネルを指定して行われるか、または規則性に基づき複数のチャンネルを一括して行われるかのいずれかである前記（１）に記載の渦電流探傷装置、
（３）探傷手段におけるチャンネルの切り替えが、マルチプレクサにより行われる前記（１）または前記（２）に記載の渦電流探傷装置、
（４）演算処理手段における演算処理が、デジタルフィルタによる処理である前記（１）から前記（３）のいずれか１項に記載の渦電流探傷装置、
（５）再配列手段において再配列される配列が、二次元配列である前記（１）から前記（４）のいずれか１項に記載の渦電流探傷装置、
（６）表示手段における演算結果の表示が、前記演算結果に対応した色調表示または階調表示である前記（１）から前記（５）のいずれか１項に記載の渦電流探傷装置、
（７）一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合わせたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置であって、
前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する探傷手段と、
前記探傷手段により測定された前記起電力の測定値を、前記軸方向による感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理する演算処理手段と、
前記演算処理手段により演算処理された演算結果を、前記測定位置に対応付けて前記演算結果に対応して色調表示または階調表示する表示手段とを備えていることを特徴とする渦電流探傷装置、
（８）一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合せたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置を用いて探傷する渦電流探傷方法であって、
前記各チャンネルに対応した前記軸方向の情報を入力するステップと、
前記マルチコイルプローブを用いた被検体上の走査により前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定するステップと、
前記起電力の測定値を前記軸方向を同じくする複数のデータ群に分割するステップと、
分割された前記データ群に対し、前記軸方向の感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理をするステップと、
前記演算処理された前記各データ群の演算結果を前記測定位置に対応するように再配列するステップと、
再配列された前記演算結果を前記測定位置に対応付けて表示するステップとを含むことを特徴とする渦電流探傷方法、および
（９）一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合せたチャンネルを複数有し、前記チャンネルのうちの少なくとも一部において、前記励磁コイルの中心部と前記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ前記軸方向と前記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置を用いて探傷する渦電流探傷方法であって、
前記マルチコイルプローブを用いた被検体上の走査により前記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定するステップと、
前記起電力の測定値を、前記軸方向の感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理をするステップと、
前記演算処理された演算結果を、前記測定位置に対応付けて前記演算結果に対応して表示するステップとを含むことを特徴とする渦電流探傷方法
に関する。

【0009】

なお、本明細書において、「励磁コイル」とは被検体中に渦電流を発生させるための高周波発生用のコイルを意味し、「検出コイル」とは上記励磁コイルにより発生した渦電流を測定するためのコイルを意味する。また、本明細書において、「チャンネル」とは一対の励磁コイルと検出コイルとの組合せからなる測定範囲を意味し、「チャンネル軸」とは上記励磁コイルの中心部と上記検出コイルの中心部とを通るチャンネルの軸を意味する。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、探傷結果として得られる画像において、縞状のノイズを十分に低減可能な渦電流探傷装置および渦電流探傷方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の渦電流探傷装置の第１の実施形態を示す概略ブロック図である。

【図2】図１の渦電流探傷装置のマルチコイルプローブにおけるＸスキャンを説明するための概略平面図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図をそれぞれ示す。

【図3】図１の渦電流探傷装置のマルチコイルプローブにおけるＹスキャンを説明するための概略平面図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大図をそれぞれ示す。

【図4】図１の渦電流探傷装置における探傷手段の概略斜視図である。

【図5】図３のマルチコイルプローブの一部を拡大して示す概略図である。

【図6】図１の渦電流探傷装置の動作を説明するための概略ブロック図である。

【図7】図６の探傷データ記録部に格納された起電力測定値配列の一例を示す図である。

【図8】図７の起電力測定値配列を分割した各データ群の配列の一例であって、（ａ）は奇数番目のチャンネルのデータ群の配列、（ｂ）は偶数番目のチャンネルのデータ群の配列をそれぞれ示す。

【図9】図１の渦電流探傷装置を用いて測定した欠陥の一例を示す二次元画像である。

【図10】本発明の渦電流探傷装置の第２の実施形態を示す概略ブロック図である。

【図11】図１０の渦電流探傷装置の動作を説明するための概略ブロック図である。

【図12】従来の渦電流探傷装置を用いて測定した欠陥の一例を示す二次元画像である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜渦電流探傷装置＞
本発明の渦電流探傷装置は、一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合わせたチャンネルを複数有し、上記チャンネルのうちの少なくとも一部において、上記励磁コイルの中心部と上記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ上記軸方向と上記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置であって、上記各チャンネルに対応した上記軸方向の情報を入力する入力手段と、上記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する探傷手段と、上記探傷手段により測定された上記起電力の測定値を、上記軸方向を同じくする複数のデータ群に分割する分割手段と、上記分割手段により分割された各データ群に対し、上記軸方向による感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理する演算処理手段と、上記演算処理手段により演算処理された上記各データ群の演算結果を上記測定位置に対応するように再配列する再配列手段と、上記再配列手段により再配列された上記演算結果を上記測定位置に対応付けて表示する表示手段とを備えていることを特徴とする。

【0013】

このように、本発明の渦電流探傷装置は、上記分割手段、演算処理手段および再配列手段を備えているので、探傷結果として得られる画像において、縞状のノイズを十分に低減することができ、その結果、傷等の欠陥を確実に探知することができる。

【0014】

また、本発明は、一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合わせたチャンネルを複数有し、上記チャンネルのうちの少なくとも一部において、上記励磁コイルの中心部と上記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ上記軸方向と上記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置であって、上記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する探傷手段と、上記探傷手段により測定された上記起電力の測定値を、上記軸方向による感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理する演算処理手段と、上記演算処理手段により演算処理された演算結果を、上記測定位置に対応付けて上記演算結果に対応して色調表示または階調表示する表示手段とを備えていることを特徴とする渦電流探傷装置を含む。

【0015】

このように、本発明の渦電流探傷装置は、上記演算処理手段を備えているので、探傷結果として得られる画像において、縞状のノイズを十分に低減することができ、その結果、傷等の欠陥を確実に探知することができる。

【0016】

以下、当該渦電流探傷装置の第１および第２の実施形態について図１〜図１１を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。

【0017】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の渦電流探傷装置の第１の実施形態を示す概略ブロック図である。当該渦電流探傷装置１は、図１に示すように、概略的に、探傷手段Ａ１と、入力手段Ａ２と、分割手段Ａ３と、演算処理手段Ａ４と、再配列手段Ａ５と、表示手段Ａ６とにより構成されている。

【0018】

探傷手段Ａ１は、チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する手段である。この探傷手段Ａ１は、図１に示すように、マルチコイルプローブ１１０と、マルチプレクサ１２０と、マルチ探傷器１３０と、移動制御機構１４０とにより構成されている。

【0019】

マルチコイルプローブ１１０は、一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合わせたチャンネルを複数有し、上記チャンネルのうちの少なくとも一部において、上記励磁コイルの中心部と上記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ上記軸方向と上記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されている。具体的には、第１の実施形態では、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、可撓性を有する基板１１１上においてＡ列およびＢ列の二列で５１個のコイル１１２（Ａ列：２６個、Ｂ列：２５個）が千鳥状に配設されている。ここで、一対の励磁コイルおよび検出コイルは、後述のマルチプレクサ１２０を用いて複数のコイルの中から適宜選択されるものであり、例えば、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように励磁コイルＥおよび検出コイルＤを選択することができる。また、走査方向に対して斜めに交差したチャンネル軸の軸方向の交差角は、図５に示すように、＋γおよび−γの二つの設定である。

【0020】

このように、コイル１１２を千鳥状に配設することで、隣り合うチャンネル軸の軸方向を走査方向に対して斜め二方向に配置させることができ、傷の向きに対して検知能力が変化するのを抑制することができる。

【0021】

マルチプレクサ１２０は、探傷手段Ａ１におけるチャンネルの切り替えを行う。具体的には、マルチプレクサ１２０は、上記複数のコイル１１２の中から２個のコイル１１２を選び出し、選ばれた２個のコイルのうちの一方を励磁コイルＥ、他方を検出コイルＤとして機能させ、これら一対の励磁コイルＥと検出コイルＤとの組合せからなる測定範囲（チャンネル、図面では「ｃｈ」とも表記し、それぞれのチャンネルを区別するために、番号を付してチャンネル１（１ｃｈ）などともいう）を電子的に順次切り替える。このようにマルチプレクサ１２０を用いることで、励磁コイルＥと検出コイルＤとを容易に割り当てることができると共に、チャンネルを容易に切り替えることができる。

【0022】

ここで、マルチコイルプローブ１１０の走査方向に対して直交する方向に並んだコイル１１２の中から一対の励磁コイルＥと検出コイルＤとの組合せを選択する態様を第１モード、マルチコイルプローブ１１０の走査方向に対して斜め水平方向に並んだコイル１１２の中から一対の励磁コイルＥと検出コイルＤとの組合せを選択する態様を第２モードとする。

【0023】

上記第１モードは、図２（ａ）に示すように、例えば、Ａ列１番目のコイル１１２（紙面上端のコイルを１番目のコイルとし、紙面下方に向かって２番目のコイル、３番目のコイルなどという。以下同じ）を励磁コイルＥ、Ａ列３番目のコイルを検出コイルＤとして選択したチャンネル１（１ｃｈ）と、Ａ列２番目のコイルを励磁コイルＥ、Ａ列４番目のコイルを検出コイルＤとして選択したチャンネル２（２ｃｈ）と、以下同様にして選択したチャンネル３（３ｃｈ）〜チャンネル２４（２４ｃｈ）とにより構成されている。

【0024】

一方、上記第２モードは、図３（ａ）に示すように、例えば、Ａ列２番目のコイルを励磁コイルＥ、Ｂ列２番目のコイルを検出コイルＤとして選択したチャンネル２５（２５ｃｈ）と、Ａ列３番目のコイルを励磁コイルＥ、Ｂ列２番目のコイルを検出コイルＤとして選択したチャンネル２６（２６ｃｈ）と、以下同様にして選択したチャンネル２７（２７ｃｈ）〜チャンネル７２（７２ｃｈ）とにより構成されている。

【0025】

なお、第１モードのチャンネル１（１ｃｈ）〜チャンネル２４（２４ｃｈ）は、主としてマルチコイルプローブ１１０の走査方向に対して直交する方向の欠陥探知を対象とし、第２モードのチャンネル２５（２５ｃｈ）〜チャンネル７２（７２ｃｈ）は、主としてマルチコイルプローブ１１０の走査方向と同じ方向の欠陥探知を対象とする。

【0026】

したがって、マルチコイルプローブ１１０を被検体ｓの表面（平面や曲面などの様々な面）に沿って１回走査（図２（ａ）および図３（ａ）に矢示する方向への走査）することで、マルチコイルプローブ１１０のチャンネル１〜７２により、あらゆる方向に配向した欠陥に対して探傷することができる。

【0027】

マルチ探傷器１３０は、選択されたチャンネルの検出コイルで測定された起電力の測定値を入力し、上記起電力の測定値の中から探傷信号を取得し、Ａ／Ｄ変換器を介してデジタル信号として出力する。マルチ探傷器１３０は、一般的な渦電流探傷器と同様に、上記起電力の測定値と所定の基準電圧とを比較し、上記測定値の中から上記基準電圧と同じ位相の同相成分の信号と、位相が９０度遅れた異相成分の信号とを抽出する機能を有している。これら同相成分および異相成分の信号は、マルチプレクサ１２０を用いたチャンネルの順次切替えにより、一定の周期で後述するパソコン１５０に出力される。

【0028】

移動制御機構１４０は、マルチコイルプローブ１１０を走査する機構である。移動制御機構１４０は、図４に示すように、概略的に、回転ステージ１４１と、走行アーム１４２と、走行レール１４３とにより構成されている。

【0029】

回転ステージ１４１は、スポンジなどの弾性体１４６を介してマルチコイルプローブ１１０を保持すると共に、マルチコイルプローブ１１０の走査方向（図４中に矢示）に対する角度を調整する。通常マルチコイルプローブ１１０は、回転ステージ１４１によりコイル１１２の並び方向（長手方向）が走査方向に対して直交するように調整されている。

【0030】

走査アーム１４２は、回転ステージ１４１を保持すると共に、走査方向に沿ってマルチコイルプローブ１１０を走査する。走査アーム１４２は、伸縮可能な直線状のステージを連結してＬ字状に組み上げた治具であり、マルチコイルプローブ１１０を垂直方向および水平方向に移動可能となっている。この走査アーム１４２を操作することで、マルチコイルプローブ１１０を被検体ｓの測定位置に合わせることができる。

【0031】

走査アーム１４２にはマルチコイルプローブ１１０の水平方向の位置情報を出力するエンコーダ１４４が取り付けられており、このエンコーダ１４４からの上記水平方向の位置情報と、回転ステージ１４１の角度情報と、マルチコイルプローブ１１０のチャンネル情報とを用いて被検体ｓ上の測定位置の情報を求めることで、この測定位置の情報と上記起電力の測定値とを対応付けることができる。なお、エンコーダ１４４からの情報に代えて、走査速度と走査時間との関係から算出した水平方向の位置情報を用いたり、走査速度に基づき走査時間を水平方向の位置情報の代わりに用いてもよい。

【0032】

走査レール１４３は、走査アーム１４２を摺動自在に支持する。この走査レール１４３は、被検体ｓを載置する台座１４５上に固定されている。この走査レール１４３上を走査アーム１４２が進退することで、被検体ｓ上の測定位置を調整することができる。

【0033】

入力手段Ａ２は、各チャンネルに対応した軸方向の情報を入力する手段である。この入力手段Ａ２によれば、軸方向による感度を補正するための演算子を入力することもできる。入力手段Ａ２を構成する入力機器１６０としては、例えば、マウス、キーボード等を採用することができる。

【0034】

ここで、入力手段Ａ２で入力されるチャンネル軸の軸方向について詳述する。上記軸方向としては、第１モードに係る軸方向と、第２モードに係る軸方向とに大別される。これらのモードのうち、縞状のノイズを低減するためには、チャンネルの順番に従って交互に切り替わる第２モードに係る軸方向の指定が重要となる。これは、チャンネル軸の軸方向の角度により渦電流検出の感度特性が異なるためである。

【0035】

具体的には、図５に示すように、一対の励磁コイル１１２１と検出コイル１１２２との組合せからなる測定範囲をチャンネル２５、一対の励磁コイル１１２３と検出コイル１１２２との組合せからなる測定範囲をチャンネル２６とする場合、チャンネル２５の軸方向は走査方向に対して角度−γを持ち、チャンネル２６の軸方向は走査方向に対して角度＋γを持つ。同様にして、奇数番目のチャンネルの軸方向は走査方向に対して角度−γを持ち、偶数番目のチャンネルの軸方向は走査方向に対して角度＋γを持つ。そのため、軸方向の角度によって異なる渦電流検出の感度特性を補正する目的で、奇数番目のチャンネルと偶数番目のチャンネルとを区別するように入力する。

【0036】

なお、入力手段Ａ２における軸方向の情報の入力は、個々のチャンネルを指定して行われるか、または規則性に基づき複数のチャンネルを一括して行われるかのいずれかであることが好ましい。このような構成を適用する具体例としては、例えば、チャンネル軸の軸方向に規則性がないときに個々のチャンネルを指定して行う入力、奇数番目のチャンネル軸の軸方向（Ａ方向）が全て同一方向であり、偶数番目のチャンネル軸の軸方向（Ａ方向と異なるＢ方向）が全て同一方向であるようなときに、奇数番目であるか偶数番目であるかという規則性に基づき奇数番目のチャンネルと偶数番目のチャンネルとをそれぞれ一括して行う入力等が挙げられる。これにより、各チャンネルの軸方向の情報を効率良く入力することができる。

【0037】

分割手段Ａ３は、探傷手段Ａ１により測定された起電力の測定値を、軸方向を同じくする複数のデータ群に分割する。分割手段Ａ３は、図６に示すように、概略的に、探傷データ記録部１５１と、チャンネル記録部１５２と、データ分割処理部１５３と、データ分割記録部１５４とにより構成されている。

【0038】

探傷データ記録部１５１は、上記探傷手段Ａ１で測定され測定位置に対応して並んだ起電力の測定値を記録する。ここで、図７は、図６の探傷データ記録部１５１に格納された起電力測定値配列の一例を示す図である。起電力の測定値は、測定位置（チャンネルと走査方向に走査した距離とで特定される位置）に関連づけられ、数値行列として記録されている。

【0039】

チャンネル記録部１５２は、上述した入力手段Ａ２の入力機器１６０により入力されたチャンネルを記録する。データ分割処理部１５３は、入力手段Ａ２で指定されたチャンネルごとに探傷データ記録部１５１に記録された測定値を分割する。ここで、図８は、図７の起電力測定値の配列を分割した各データ群の配列の一例であって、図８（ａ）は奇数番目のチャンネルのデータ群の配列、図８（ｂ）は偶数番目のチャンネルのデータ群の配列をそれぞれ示している。データ分割記録部１５４は、起電力の測定値をデータ群ごとに分けて記録する。

【0040】

なお、データ群における起電力の測定値は、上述した図８（ａ）、（ｂ）に示すように、測定位置に対応して配列されていることが好ましい。これにより、測定位置と起電力の測定値とを容易かつ確実に対応付けることができる。

【0041】

演算処理手段Ａ４は、分割手段Ａ３により分割された各データ群に対し、軸方向による感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理する。演算処理手段Ａ４は、概略的に、演算子記録部１５５と、フィルタ演算部１５６と、演算データ記録部１５７とにより構成されている。

【0042】

演算子記録部１５５は、入力手段Ａ２により入力された演算子を記録する。フィルタ演算部１５６は、演算子記録部１５５に記録された演算子を用い、データ分割記録部１５４に記録された各データ群に対して軸方向による感度を補正するための演算処理を行う。演算データ記録部１５７は、フィルタ演算部１５６で処理された演算結果を記録する。

【0043】

ここで、フィルタ演算部１５６で用いる演算子としては、例えば、下記式（１）で表される先鋭化フィルタ（欠陥の輪郭を強調するフィルタ）としての行列演算子を例示することができる。この演算子は、データ分割記録部１５４に記録された各データ群と上記演算子の積和を取ることで、その値を中央値に置き換える処理を行う。

【0044】

【数1】

【0045】

なお、演算処理手段Ａ４における演算処理は、デジタルフィルタによる処理であることが好ましい。本発明においては、例えば、上記先鋭化フィルタとして機能するデジタルフィルタを用いることができる。このように上記演算処理がデジタルフィルタによる処理であることで、所望の演算（各測定位置における欠陥を強調する演算）を容易に行うことができ、被検体ｓ中の欠陥を確実に探知することができる。

【0046】

再配列手段Ａ５は、演算処理手段Ａ４により演算処理された各データ群の演算結果を測定位置に対応するように再配列する。再配列手段Ａ５は、概略的に、再配列処理部１５８と、再配列データ記録部１５９とにより構成されている。

【0047】

再配列処理部１５８は、各データ群に対する演算結果を測定位置に対応するように再配列する。具体的には、例えば上述したように分割手段Ａ３において奇数番目のチャンネルと偶数番目のチャンネルとに分割した場合、得られた演算結果をチャンネル順に並び替えて一つに統合する。なお、再配列の態様としては特に限定されず、例えば、二次元の測定位置に対応させた二次元配列や、被検体ｓの特定領域について限定するような一次元配列等を採用することができるが、再配列手段Ａ５において再配列される配列は、二次元配列であることが好ましい。これにより、測定位置と起電力の測定値の補正値とを容易かつ確実に対応付けることができる。再配列データ記録部１５９は、再配列処理部１５８で再配列された演算結果を記録する。

【0048】

上述した分割手段Ａ３、演算処理手段Ａ４および再配列手段Ａ５としては、上述の処理を実行できる限り特に限定されないが、機動性、操作性等の観点から、これらの手段を併有している単一の処理装置が好ましく、入手容易性の観点から、所望の処理性能を満たしたパソコン１５０であることがより好ましい。

【0049】

表示手段Ａ６は、再配列手段Ａ５により再配列された演算結果を測定位置に対応付けて画像として表示する。表示手段Ａ６としては、例えば、二次元ディスプレイ等のモニタ１７０などを採用することができる。表示手段Ａ６における演算結果の表示は、上記演算結果に対応した色調表示または階調表示であることが好ましく、色調表示であることがより好ましい。これにより、探知された欠陥の大きさや形状等を容易かつ確実に視認することができる。

【0050】

次に、当該渦電流探傷装置１を用いた探傷方法について説明するが、当該渦電流探傷装置１を用いた探傷方法は、下記に示す態様にのみ限定されるものではない。
（ステップａ１）まず、各チャンネルに対応した軸方向の情報と軸方向による感度を補正するための演算子とを入力する。なお、上記演算子があらかじめ入力されている場合は、上記演算子の入力を省略することができる。
（ステップａ２）次いで、マルチコイルプローブを用いた被検体上の走査によりチャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する。具体的には、探傷手段Ａ１において、被検体ｓを当該渦電流探傷装置１の台座１４５に載置して固定し、移動制御機構１４０を操作してマルチコイルプローブ１１０を被検体ｓ上の測定開始位置に配置する。マルチコイルプローブ１１０の配置が完了した後、マルチプレクサ１２０で測定するチャンネルを切り替え、マルチコイルプローブ１１０を用いてチャンネル１〜７２についての起電力を測定し、起電力の測定値をバランス(ゼロ点校正)させる。この測定が終了した後に移動制御機構１４０によりマルチコイルプローブ１１０を走査方向に移動させて順次測定を行い、以下この一連の操作を繰り返して測定範囲全体を測定する。

【0051】

（ステップａ３）次いで、起電力の測定値を軸方向を同じくする複数のデータ群に分割する。具体的には、この分割に先立ち、まず測定した起電力の測定値の中から探傷信号を取得し、この探傷信号をＡ／Ｄ変換する。起電力の測定値からの探傷信号の取得および上記探傷信号のＡ／Ｄ変換はマルチ探傷器１３０により行われ、このＡ／Ｄ変換された信号は、走査アーム１４２に連設されたエンコーダ１４４からの測定位置の情報と共に分割手段Ａ３に送信される。分割手段Ａ３で受信した信号は探傷データ記録部１５１に記録され、入力手段Ａ２で入力した各チャンネルの軸方向の情報に基づいてデータ分割処理部１５３で複数のデータ群に分割する。分割されたデータ群はデータ群ごとに分けてデータ分割記録部１５４に記録されると共に演算処理手段Ａ４に送信される。

【0052】

（ステップａ４）次いで、分割された上記データ群に対し、軸方向の感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理をする。具体的には、入力手段Ａ２で入力した演算子を用い、演算処理手段Ａ４で受信した信号（データ群に分割された信号）をフィルタ演算部１５６で演算処理する。上記演算子としては、例えば、上記式（１）で表される行列等を適用することができる。上記演算処理により得られた演算結果は、演算データ記録部１５７に記録されると共に再配列手段Ａ５に送信される。
（ステップａ５）次いで、上記演算処理された各データ群の演算結果を上記測定位置に対応するように再配列する。具体的には、再配列手段Ａ５で受信した信号（演算結果）を再配列処理部１５８で再配列し、この再配列したデータは再配列データ記録部１５９に記録されると共に表示手段Ａ６に送信される。
（ステップａ６）次いで、再配列された演算結果を上記測定位置に対応付けて表示する。表示方法としては特に限定されず、例えば、受信した演算結果を測定位置に対応付けて表示手段Ａ６のモニタ１７０上に二次元画像として表示する。

【0053】

以上のようにして得られた画像を以下に示す。まず、図１２は、従来の渦電流探傷装置を用いて測定した欠陥ＤＦの一例を示す二次元画像である。この画像は、疲労き裂を付与した１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２５ｍｍの被検体ｓについて探傷したものである。図１２から分かるように、隣り合うチャンネル同士（奇数番目のチャンネルと偶数番目のチャンネル）で縞状のノイズが観測されている。これに対し、図９は、図１の渦電流探傷装置１を用いて測定した欠陥ＤＦの一例を示す二次元画像である。この画像の被検体ｓは、上記疲労き裂を付与したものと同じである。図９から明らかなように、図１２のものに比べて隣り合うチャンネル同士での縞状のノイズは低減され、き裂に係る探傷信号が高ＳＮ比で検出されている。このように、ＳＮ比の改善により判定精度が向上するので、結果として詳細な検査が不要となって検査工程全体における時間短縮を図ることができる。

【0054】

［第２の実施形態］
図１０は、本発明の渦電流探傷装置の第２の実施形態を示す概略ブロック図である。当該渦電流探傷装置２は、図１０に示すように、概略的に、探傷手段Ａ１と、入力手段Ｂ２と、演算処理手段Ｂ４と、表示手段Ａ６とにより構成されている。第２の実施形態は、特に第１の実施形態の分割手段Ａ３および再配列手段Ａ５を備えていない点で異なっている。なお、探傷手段Ａ１および表示手段Ａ６は、第１の実施形態のものと同じ構成であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0055】

入力手段Ｂ２は、軸方向による感度を補正するために用いる演算子を入力する手段である。入力手段Ｂ２を構成する入力機器２６０としては、第１の実施形態と同様に、例えば、キーボード等を採用することができる。なお、本実施形態では、あらかじめ定められた各チャンネルの軸方向の情報に基づき起電力の測定値を一括して演算処理するので、当該入力手段Ｂ２では上記軸方向の情報を入力する必要はない。

【0056】

演算処理手段Ｂ４は、探傷手段Ａ１により測定された起電力の測定値を、軸方向による感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理する。演算処理手段Ｂ４は、図１１に示すように、概略的に、探傷データ記録部２５１と、演算子記録部２５５と、フィルタ演算部２５６と、演算データ記録部２５７とにより構成されている。

【0057】

探傷データ記録部２５１は、探傷手段Ａ１で測定されて測定位置に対応して並んだ起電力の測定値を記録する。この探傷データ記録部２５１は、第１の実施形態のものと同様であるため、その詳細な説明は省略する。演算子記録部２５５は、入力手段Ｂ２により入力された演算子を記録する。フィルタ演算部２５６は、演算子記録部２５５に記録された演算子を用い、探傷データ記録部２５１に記録された各データ群に対して軸方向による感度を補正する処理を行う。演算データ記録部２５７は、フィルタ演算部２５６で処理された演算結果を記録する。

【0058】

ここで、フィルタ演算部２５６で用いる演算子としては、例えば、下記式（２）で表される先鋭化フィルタとしての行列演算子を例示することができる。この演算子（行列）によれば、隣り合うチャンネルとの係数は０（ゼロ）であり、奇数番目のチャンネルまたは偶数番目のチャンネルのいずれか一方に関わる箇所に係数を持つので、上記二種のチャンネルを独立かつ一括して演算処理することができる。

【0059】

【数2】

【0060】

次に、当該渦電流探傷装置２を用いた探傷方法について説明するが、当該渦電流探傷装置２を用いた探傷方法は、下記に示す態様にのみ限定されるものではない。当該渦電流探傷装置２は、第１の実施形態で説明した分割手段Ａ３による信号の分割および再配列手段Ａ５による再配列を行わない点で上述した渦電流探傷装置１の探傷方法と異なっている。また、当該渦電流探傷装置２は、各チャンネルの軸方向の情報があらかじめ演算処理手段Ｂ４に記録されている。なお、本実施形態では、軸方向による感度を補正するための演算子があらかじめ入力されているものとする。

【0061】

（ステップｂ１）まず、マルチコイルプローブ１１０を用いた被検体ｓ上の走査によりチャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定する。なお、この（ステップｂ１）の具体的な操作は上記（ステップａ２）と同様であるため省略する。
（ステップｂ２）次いで、起電力の測定値を、軸方向の感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理をする。具体的には、測定した起電力信号の中から探傷信号を取得し、この探傷信号をＡ／Ｄ変換する。起電力の測定値からの探傷信号の取得および上記探傷信号のＡ／Ｄ変換はマルチ探傷器１３０により行われ、このＡ／Ｄ変換された探傷信号は、軸方向による感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理をされる。上記演算子としては、例えば、上記式（２）で表される行列等を適用することができる。
（ステップｂ３）次いで、演算処理された演算結果を、測定位置に対応付けて演算結果に対応して表示する。この（ステップｂ３）の具体的な操作は上記（ステップａ６）と同様であるため省略する。

【0062】

＜渦電流探傷方法＞
本発明の渦電流探傷方法は、
一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合せたチャンネルを複数有し、上記チャンネルのうちの少なくとも一部において、上記励磁コイルの中心部と上記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ上記軸方向と上記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置を用いて探傷する渦電流探傷方法であって、
上記各チャンネルに対応した上記軸方向の情報を入力するステップと、
上記マルチコイルプローブを用いた被検体上の走査により上記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定するステップと、
上記起電力の測定値を上記軸方向を同じくする複数のデータ群に分割するステップと、
分割された上記データ群に対し、上記軸方向の感度を補正するための演算子を用いてそれぞれ独立に演算処理をするステップと、
上記演算処理された各データ群の演算結果を上記測定位置に対応するように再配列するステップと、
再配列された上記演算結果を上記測定位置に対応付けて表示するステップとを含むことを特徴とする。

【0063】

このように、当該渦電流探傷方法は、上記ステップを備えているので、探傷結果として得られる画像中の縞状のノイズを十分に低減することができ、欠陥を確実に識別することができる。

【0064】

なお、当該渦電流探傷方法の説明は、上述した＜渦電流探傷装置＞の第１の実施形態における渦電流探傷装置１を用いた探傷方法の説明と同様であるため、上記第１の実施形態の説明を援用して省略する。

【0065】

また、本発明は、一対の励磁コイルと検出コイルとを組み合せたチャンネルを複数有し、上記チャンネルのうちの少なくとも一部において、上記励磁コイルの中心部と上記検出コイルの中心部とを通るチャンネル軸の軸方向が走査方向に対して斜めに交差しかつ上記軸方向と上記走査方向との交差角が少なくとも二以上設定されているマルチコイルプローブを備えた渦電流探傷装置を用いて探傷する渦電流探傷方法であって、
上記マルチコイルプローブを用いた被検体上の走査により上記チャンネルを切り替えながら各測定位置における起電力を順次測定するステップと、
上記起電力の測定値を、上記軸方向の感度を補正するための演算子を用いて一括して演算処理をするステップと、
上記演算処理された演算結果を、上記測定位置に対応付けて上記演算結果に対応して表示するステップとを含むことを特徴とする渦電流探傷方法を含む。

【0066】

このように、当該渦電流探傷方法は、上記ステップを備えているので、探傷結果として得られる画像中の縞状のノイズを十分に低減することができ、欠陥を確実に識別することができる。

【0067】

なお、当該渦電流探傷方法の説明は、上記＜渦電流探傷装置＞の第２の実施形態における渦電流探傷装置２を用いた探傷方法の説明と同様であるため、上記第２の実施形態の説明を援用して省略する。

【0068】

なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0069】

例えば、上述した第１および第２に実施形態では、演算子を直接入力する入力手段を備えている渦電流探傷装置１、２について示したが、入力済みの複数の演算子の中から用いる演算子を選択する入力手段を備えている渦電流探傷装置や、演算子に関する情報を入力することなく既定の演算子をそのまま適用する渦電流探傷装置も本発明の意図する範囲内である。

【0070】

また、上述した実施形態では、探傷手段Ａ１における励磁コイルＥおよび検出コイルＤの選出、並びにチャンネルの切り替えを行う手段としてマルチプレクサ１２０を例示したが、このような機能を有する限り特に限定されず、マルチプレクサ１２０以外の手段を用いた渦電流探傷装置も、本発明の意図する範囲内である。

【符号の説明】

【0071】

ｓ 被検体
ＤＦ 欠陥
Ｅ 励磁コイル
Ｄ 検出コイル
１、２ 渦電流探傷装置
Ａ１ 探傷手段
Ａ２ 入力手段
Ａ３ 分割手段
Ａ４ 演算処理手段
Ａ５ 再配列手段
Ａ６ 表示手段
１１０ マルチコイルプローブ
１１２ コイル
１２０ マルチプレクサ
１３０ マルチ探傷器
１４０ 移動制御機構
１５０ パソコン
１６０ 入力機器
１７０ モニタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】