特許 7185340 非破壊検査装置

(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】

(24)【登録日】2022-11-29

(45)【発行日】2022-12-07

(54)【発明の名称】非破壊検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/90 20210101AFI20221130BHJP

【ＦＩ】

G01N27/90

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021078870

(22)【出願日】2021-05-07

(62)【分割の表示】P 2019208639の分割

【原出願日】2019-11-19

(65)【公開番号】P2021107837

(43)【公開日】2021-07-29

【審査請求日】2021-06-03

(31)【優先権主張番号】P 2019040480

(32)【優先日】2019-03-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】519079566

【氏名又は名称】サガワ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100185454

【弁理士】

【氏名又は名称】三雲 悟志

(74)【代理人】

【識別番号】100121337

【弁理士】

【氏名又は名称】藤河 恒生

(72)【発明者】

【氏名】北川 茂

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３２６２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３５５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０７０７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０７０５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５３９１９８８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／７２－２７／９０９３

Ｇ０１Ｂ ７／００－７／３４

Ｇ０１Ｖ ３／００－３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査物に対する非破壊検査装置であって、
パルス電流による磁気で、被検査物に渦電流を生じさせる一次コイルと、
前記一次コイルの内側に配置され、前記渦電流によって生じた磁束の変化による誘導電圧 を検出する二次コイルと、
設定時点における前記二次コイルの電圧を出力するサンプリング回路と、
前記サンプリング回路にサンプリングパルスを入力する時点設定回路と、
前記サンプリング回路の出力を受けるアナログスイッチ、該アナログスイッチとアースの間に接続されたコンデンサ、該コンデンサの電極電圧を保持するホールド回路、および該ホールド回路の出力とアナログスイッチへの入力とを差動出力するオペアンプを備えたアナログゼロセット回路と、
前記アナログゼロセット回路の出力を増幅する増幅回路と、
を備え、
前記一次コイルの一次電流がオフになってからサンプリングパルスをサンプリング回路に入力する設定時間が変更できる非破壊検査装置。

【請求項2】

前記アナログゼロセット回路および増幅回路が多段接続され、
前記増幅回路の後段に接続されたアナログゼロセット回路のアナログスイッチは前段の増幅回路に接続された請求項１の非破壊検査装置。

【請求項3】

前記増幅回路の出力を微分する微分回路を備えた請求項１または２の非破壊検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検査物の傷および厚み変化などの異常個所を検査できる非破壊検査装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、種々の非破壊検査装置が開発および開示されている。たとえば下記特許文献１は、コイルにパルス電流を流し、このパルス電流によって被検査物に流れる渦電流の変化を検出することで、被検査物の異常個所を検査する装置を開示している。特許文献１は渦電流の変化を検出し、その検出の時間変化の勾配を基準値と比較することで被検査物を検査している。

【0003】

しかし、磁束の変化を検出するタイミングが適切でないと、その変化を検出できない。この検出するタイミングは被検査物の形状、厚みおよび材質などによって異なる。一の被検査物に対して最適な非破壊検査装置であっても、他の被検査物に対しては適さない非破壊検査装置である可能性もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－０７９９８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、適切なタイミングで被検査物を検査できる非破壊検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の非破壊検査装置は、被検査物に対する非破壊検査装置である。本発明の非破壊検査装置は、パルス電流を生成するパルス電流生成回路と、前記パルス電流が流され、被検査物に渦電流を生じさせる一次コイルと、前記一次コイルの内側に配置され、前記渦電流によって生じた磁束によって電圧が変化する二次コイルと、前記二次コイルの電圧が設定電圧になった時間を出力する比較回路と、設定時点における前記二次コイルの電圧を出力するサンプリング回路と、前記比較回路の出力とサンプリング回路の出力を選択するスイッチとを備える。本発明の非破壊検査装置は前記設定電圧および設定時点が変更できる。本発明の非破壊検査装置は、比較回路とサンプリング回路のいずれか１つを備えていてもよい。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、比較回路で用いる設定電圧およびサンプリング回路で用いる設定時点が変更可能になっていることで、適切なタイミングで被検査物を検査することが可能になっている。被検査物に応じて最適な検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の非破壊検査装置の構成を示す図である。

【図2】センサの構成を示す図である。

【図3】一次コイルのパルス電流と二次コイルの電圧の関係を示すグラフである。

【図4】（ａ）は比較回路における正常箇所と異常個所の時間差を示すグラフであり、（ｂ）は比較回路の出力を示すグラフである。

【図5】（ａ）はサンプリング回路における正常箇所と異常個所の電圧差を示すグラフであり、（ｂ）はサンプリング回路の出力を示すグラフである。

【図6】ゼロセット回路の構成を示す図である。

【図7】非破壊検査装置の出力電圧変化を示すグラフである。

【図8】二重コアセンサの構成を示す図である。

【図9】ステンレス鋼におけるマルテンサイトの影響を示す二次コイルからの電圧変化を示すグラフである。

【図10】マルテンサイトの影響をキャンセルするために第１系列回路と第２系列回路を並列接続した構成を示す図である。

【図11】微分回路を追加した非破壊検査装置の構成示す図である。

【図12】微分回路の構成を示す図である。

【図13】微分回路の出力電圧変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の非破壊検査装置について図面を使用して説明する。

【0010】

図１に示す本発明の非破壊検査装置１０は、一次コイル１２に印加するパルス電流を生成するパルス電流発生回路１４、二次コイル１６の電圧が設定電圧になった時間を出力する比較回路１８、設定時点における二次コイル１６の電圧を出力するサンプリング回路２０、比較回路１８の出力とサンプリング回路２０の出力を選択するスイッチ２２、スイッチ２２で選択された出力と、それぞれの正常値との差動出力をおこなうアナログゼロセット回路２４、アナログゼロセット回路２４の出力を増幅する増幅回路２６を備える。

【0011】

一次コイル１２と二次コイル１６がフェライトコア２８に巻きまわされ、それらでセンサ３０を構成している（図２）。一次コイル１２の内側に二次コイル１６が巻かれている。センサ３０が被検査物３２に近接させられ、さらに被検査物３２の表面から一定距離（０ｍｍを含む）を保って走査(移動)させられる。センサ３０が近接および走査させられることで、被検査物３２の傷および厚み変化などの異常箇所３４、３５の有無が検知又は検出される。被検査物３２は非磁性の金属または合金からなる物であり、その形状は限定されない。異常箇所３４は被検査物３２の表面（センサ３０が近接された面）にある傷であり、異常個所３５は被検査物３２の裏面の傷である。本願は被検査物３２の裏面または内部にあって、目視できない異常箇所３５も検査できることを特徴とする。被検査物３２は複数枚の重ねた構造であっても検査できる事も特徴である。

【0012】

パルス電流発生回路１４は、図３に示すように、矩形のパルス電流Ｉ_１を生成する回路である。パルス電流Ｉ_１のパルス幅の一例は約２５μｓ、周期はその１０倍の約２５０μｓである。比較法ではこれらの時間は約１０倍長くする。パルス電流発生回路１４で生成したパルス電流Ｉ_１は一次コイル１２に流される。一次コイル１２にパルス電流Ｉ_１が流れることで被検査物３２に渦電流が発生する(図２)。被検査物３２の正常箇所３６と異常箇所３４、３５とで渦電流が異なる。この周期は約２５０μｓから約５ｍｓの範囲に設定する。

【0013】

被検査物３２に流れた渦電流は面にほぼ平行に流れて磁束が生じ、渦電流の減衰に伴うその磁束の変化によって二次コイル１６に誘導電圧Ｖ_２が生じる（図３）。誘導電圧Ｖ_２は被検査物３２の材質、厚さなどのサイズによって微妙に変わる。具体的には、被検査物３２の材質が異なれば抵抗や透磁率が異なるため、渦電流が異なり、誘導電圧Ｖ_２が異なる。例えば、被検査物３２の厚みが部分的に変わると、その位置で渦電流の減衰特性が変わるので、誘導電圧Ｖ_２が変わる。被検査物３２に亀裂などの傷があると渦電流が流れにくくなり、誘導電圧Ｖ_２が変わる。正常位置のＶ_２と異常位置のＶ_２との差でそれらの亀裂や板厚変化などの欠陥を検出する。

【0014】

パルス電流Ｉ_１がオンになるときとオフになるときの両方で二次コイル１６に誘導電圧Ｖ_２が生じるが、本願はパルス電流Ｉ_１がオフになるときの誘導電圧Ｖ_２を利用する。二次コイル１６に生じる誘導電圧Ｖ_２は、指数関数的（e^-at）に減少する。パルス電流Ｉ_１はオンの時間よりもオフの時間の方が長くなっているため、パルス電流Ｉ_１がオフになるときの誘導電圧Ｖ_２はパルス電流Ｉ_１がオンになるときの誘導電圧に比べて時間が長く、一次電流に含まれるノイズの影響は少なく安定している。

【0015】

二次コイル１６の誘導電圧Ｖ_２は比較回路１８およびサンプリング回路２０に入力される。二次コイル１６の誘導電圧Ｖ_２を増幅する増幅回路３８が備えられてもよい。必要に応じて二次コイル１６の誘導電圧Ｖ_２が増幅回路３８によって増幅される。

【0016】

比較回路１８はオペアンプおよび比較電圧Ｖ_Ｒを設定する可変抵抗を用いて構成できる。二次コイル１６の電圧（増幅回路３８の出力）がオペアンプの非反転入力端子に入力され、設定電圧がオペアンプの反転入力端子に入力される。設定電圧は安定化電源電圧Ｖ_ＣＣを可変抵抗で調整することで得る。二次コイル１６の出力Ｖ_２が増幅されてから設定電圧より低くなるまでの時間τが矩形波の電圧として出力される。

【0017】

非破壊検査装置１０を使用するに際して設定電圧を調整する。たとえば、図４（ａ）に示すように、被検査物３２の正常箇所３６における二次コイル１６の出力をＶ_２、異常箇所３４、３５における二次コイル１６の出力をＶ_２Ｘとする。設定電圧がＶ_Ｒ１のときは、Ｖ_２とＶ_２Ｘの時間差はΔτ_１である。設定電圧がＶ_Ｒ２のときは、Ｖ_２とＶ_２Ｘの時間差はΔτ_２である。図４（ａ）に示すように、Δτ_１＜Δτ_２である。設定電圧Ｖ_Rによって正常箇所３６と異常個所３４、３５の時間差が異なる。さらに二次コイル１６の電圧Ｖ_２は被検査物３２の材質および形状などによっても異なる。被検査物３２に応じて設定電圧を調整することで、正常箇所３６と表面異常個所３４又は、裏面異常個所３５についての時間変化Δτを求めて異常を検出する。Δτは電圧変化に変換されて出力する。

【0018】

表面亀裂３４は通常用いられている交流法と同じであるから、ここでは裏面欠陥３５のみについて述べる。比較回路１８に入力された二次コイル１６の誘導電圧Ｖ_２は図４（ｂ）に示すように、矩形のパルス電圧Ｖ_Ａとなって出力される。パルス電圧Ｖ_Ａは比較回路１８に誘導電圧Ｖ_２が入力されてから設定電圧よりも高い間はオペアンプから正電圧として出力され、設定電圧を下回ると負電圧として出力される。電圧Ｖ_２とＶ_２Ｘが異なるため、被検査物３２の異常箇所３５における比較回路１８の出力は、電圧Ｖ_Ａと異なるパルス幅になったパルス電圧Ｖ_ＡＸとなる。この異なったパルス電圧Ｖ_Ａ、Ｖ_ＡＸは後述する平滑回路４４で比較回路１８の出力が平滑され、異なった電圧となる。

【0019】

サンプリング回路２０はサンプリングパルスが入力された時に、図５のようにパルス電圧Ｖ_Ｂを出力する回路である。サンプリングパルスは一定周期のパルス電圧であり、設定時点のパルスをサンプリング回路２０に入力される。

【0020】

サンプリング回路２０は、アナログスイッチを用いた回路である。アナログスイッチにパルスが入力されることで、アナログスイッチがオンの時点のＶ_２Ｘの電圧パルスが出力される。一次電流がオフからのある設定時間でアナログスイッチに入力されるサンプリングパルスの時点を変更することで、サンプリング回路２０から出力される電圧が異なる。

【0021】

時点設定回路４２がアナログスイッチ４０にサンプリングパルスを入力する。時点設定回路４２で生成されるサンプリングパルスは、一定周期のクロックパルスであり、設定された時点のサンプリングパルスを出力する。設定時間は、一次パルス電流Ｉ_１がオフになってから電圧差を求める時間である。時点設定回路４２は設定時間の調整手段として機能する。サンプリングパルスはディジタル的に設定してもよく、アナログ的に可変にしたパルスであってもよい。

【0022】

非破壊検査装置１０を使用するに際して二次コイル１６の変化している電圧からサンプリングされたパルス電圧が出力されるサンプリング時点の設定を調整する。たとえば、図５（ａ）に示すように、時間τｓ_１での誘導電圧Ｖ_２とＶ_２Ｘの電圧差をΔＶａとし、時間τｓ_２でのＶ_２とＶ_２Ｘの電圧差をΔＶｂとする。図５（ａ）に示すように、ΔＶａ＞ΔＶｂである。設定時間によって正常箇所３６と異常個所３５の電圧が異なる。さらに二次コイル１６の出力Ｖ_２は被検査物３２の材質および形状などによっても異なる。被検査物３２に応じてサンプリングパルスの時点τを調整することで、正常箇所３６と異常個所３５の電圧差が大きくなる時点を選択することができ、変化した電圧差を大きくすることで異常個所３４が検出されやすくする。

【0023】

サンプリング回路２０に入力された二次コイル１６の誘導電圧Ｖ_２は図５（ｂ）に示すように、パルス電圧Ｖ_Ｂとなって出力される。被検査物３２の異常箇所３５におけるサンプリング回路２０の出力は、パルス電圧Ｖ_Ｂと異なる電圧になったパルス電圧Ｖ_ＢＸが出力される。サンプリング回路２０の出力電圧によって欠陥の有無が判別できる。後述するようにサンプリング回路２０の出力は平滑されて電圧の違いで欠陥が検出できる。

【0024】

比較回路１８とサンプリング回路２０の出力は平滑回路４４によって直流化（平滑）する。比較回路１８の出力はパルス幅に応じた直流電圧に平滑回路４４で変換され、サンプリング回路２０の出力は電圧値に応じた直流電圧に平滑回路４４で変換される。回路構成によっては比較回路１８と平滑回路４４の間にパルス幅を電圧に変換する回路を挿入しておいてもよい。また、回路構成によってはサンプリング回路２０と平滑回路４４の間に電圧に応じてパルス幅に変化する回路を挿入しておいてもよい。

【0025】

図１のスイッチ２２は比較回路１８とサンプリング回路２０を選択する回路である。アナログゼロセット回路２４に入力される出力Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂを平滑した電圧をスイッチ２２で選択する。

【0026】

アナログゼロセット回路２４は、被検査物３２の正常箇所３６における比較回路の出力Ｖ_Ａまたはサンプリング回路の出力Ｖ_Ｂを平滑した電圧を記憶しておき、検査時の被検査物３２における比較回路１８の出力Ｖ_Ａまたはサンプリング回路２０の出力Ｖ_Ｂを平滑した電圧との差動出力する回路である。アナログゼロセット回路２４は電圧を記憶する記憶部としてデジタルメモリーを備えてもよい。

【0027】

図６に示すように、アナログゼロセット回路２４は、アナログスイッチ４６が押されたときの比較回路１８またはサンプリング回路２０の出力Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂを平滑した電圧を一時保持するコンデンサＣ１、コンデンサＣ１の電極電圧を保持するホールド回路４８、ホールド回路４８の出力と比較回路１８またはサンプリング回路２０の出力Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂを平滑した電圧を差動出力するオペアンプＯＰ１を備える。アナログスイッチ４６は押しボタンスイッチなどの操作者の操作でオンとオフを切り替えられるスイッチとスイッチのオン・オフで切り替わるフォトカプラまたはＦＥＴを備える。スイッチを押すと、フォトカプラまたはＦＥＴがオン状態になり、アナログスイッチ４６がオンになる。ホールド回路４８はＣＭＯＳ入力のオペアンプが利用できる。

【0028】

被検査物３２を検査する前にセンサ３０を当てて前後左右に移動してほとんど変化の無い所を正常位置とする。正常箇所３６を見つけ、その正常箇所３６にセンサ３０を当てまたは一定距離にする。その状態でアナログスイッチ４６を押すと、ホールド回路４８に比較回路１８またはサンプリング回路２０の出力Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂを平滑した電圧が保持される。また、被検査物３２の代わりに被検査物３２の正常サンプルを準備して同様の工程を経てもよい。被検査物３２とセンサ３０との距離を同じに保った状態で走査させることで、センサ３０が走査されている位置における比較回路１８の出力Ｖ_Ａまたはサンプリング回路２０の出力Ｖ_Ｂを平滑した電圧とホールド回路４８に保持されている電圧とがオペアンプＯＰ１から差動出力される。差動出力が０であれば、その時にセンサ３０が近接されている位置は正常箇所３６である。なお、出力Ｖ_ＡとＶ_Ｂは被検査物３２の異常箇所３４、３５ではＶ_ＡＸ、Ｖ_ＢＸになり、その他の説明でも同じである。

【0029】

アナログゼロセット回路２４の出力を増幅する増幅回路２６を備える。アナログゼロセット回路２４の出力を増幅させて、差動出力の値を大きくする。差動出力の値が大きくなることで、小さな異常箇所３４、３５が見つけやすくなる。

【0030】

アナログゼロセット回路２４と増幅回路２６は複数段接続されている。アナログゼロセット回路２４の出力が増幅回路２６で増幅され、増幅回路２６の出力がさらに後段のアナログゼロセット回路２４に入力される。回路に使用される素子、回路特性などによって１つのアナログゼロセット回路２４でゼロセットにすることは難しい。増幅回路２６の出力をアナログゼロセット回路２４でゼロセットすることで、この多段接続された回路の出力は０に限りなく近づけられる。後段にあるアナログゼロセット回路２４は、前段にある増幅回路２６で増幅されたゼロレベルからのずれを補正する。図１ではアナログゼロセット回路２４と増幅回路２６が２段に接続しているが、さらに多段になるように接続してもよい。なお、１つのアナログゼロセット回路２４でゼロセットすることができれば、１段であってもよい。

【0031】

増幅回路２６の出力Ｖ_Ｏは任意に利用することができる。たとえば、一定スピードでセンサ３０を走査して出力Ｖ_Ｏをオシロスコープに表示した場合、図７に示すように、異常個所３４、３５の電圧Ｖ_ＯＸは高くなる。電圧Ｖ_ＯＸは異常個所３４、３５の異常度合いによって異なる。異常個所３４、３５が複数箇所あれば、電圧Ｖ_ＯＸは複数箇所で表示される。センサ３０を被検査物３２に近接させて一定距離を保ちながら走査することで、被検査物３２にある異常個所３４、３５を発見することができ、異常個所３４、３５を示した位置でセンサ３０を停止させれば、その位置に異常個所３４、３５があると判断する。本願は、図７に示すような出力Ｖ_Ｏを表示できる小型のオシロスコープを備えてもよい。

【0032】

以上のように、本願は設定電圧およびサンプリング時点を変更できるようにしたことで、使用者が異常個所３４、３５を見つけやすいように適宜設定を変更できるようになっている。従来検出しにくかった異常個所３４、３５を検査担当者が検出し易いように調整することができる。

【0033】

以上、本願について一実施形態を説明したが、本願は上記実施形態に限定されない。たとえば、設定電圧またはサンプリング時点のいずれかのみを変更できる回路であってもよい。比較回路１８とサンプリング回路２０のいずれか１つのみを使用した回路であってもよい。

【0034】

図８のセンサ５０のように、円筒状のフェライトコア５２の中に棒状のフェライトコア５４を備えてもよい。フェライトコア５２には一次コイル１２が巻きまわされ、フェライトコア５４には二次コイル１６が巻きまわされている。

【0035】

図４または図５におけるＶ_２とＶ_２Ｘの差が最も大きい電圧または時間を自動的に求められるようにしてもよい。たとえば、被検査物３２の表面をセンサ３０で走査し、Ｖ_２とＶ_２Ｘをアナログ・ディジタル変換してメモリに記憶し、マイクロコンピュータで記憶されたデータにおいて電圧または時間を変えながら差分を取り、最も差の大きい電圧または時間の変化を求める。求められた電圧になるように比較回路１８の可変設定電圧を自動で変更したり、最適になるように時点設定回路４２のサンプリングパルスを発する時点を変更したりする。自動で変更できるようにする以外に、手動で変更できるようにしても良い。

【0036】

アナログゼロセット回路２４は可変抵抗で構成してもよい。被検査物３２の正常箇所３６にセンサ３０、５０を近接させて被検査物３２から一定距離にしたとき、可変抵抗の抵抗値を調整して、アナログゼロセット回路２４の出力が０Ｖになるようにする。

【0037】

アナログゼロセット回路２４の出力が完全に０Ｖにならない場合、その出力を基準に異常箇所３４、３５の有無を判断してもよい。

【0038】

センサ３０、５０に小型カメラを取り付けてもよい。配管などの内部を見えないところにセンサ３０、５０を入れるときに、センサ３０、５０の位置を小型カメラで確認できるようにする。

【0039】

センサ３０、５０は走査させず、所定位置に固定してもよい。検査する位置が特定されている場合、センサ３０、５０を所定位置に固定し、被検査物３２の変化を観測する。出力結果Ｖ_Ｏは有線または無線で自動収集できるようにしてもよい。

【0040】

被検査物３２は加工されるときに被検査物３２の組織で、例えばオーステナイトステンレス鋼が部分的にマルテンサイトに変態することがある。たとえば、鋼や鋳鉄などを板状からパイプ状に加工したり熱処理したりすることで、被検査物３２の組織が変化する。マルテンサイトに変態することで、図４と図５に示したＶ_２が図９のＶ_３のように上昇する。被検査物３２の異常箇所３４、３５が検出されにくくなる。したがって、マルテンサイトの影響を除去することが必要になる。溶接部においても同様の処理をする。

【0041】

図１０に示す第１系列回路６０と第２系列回路７０に二次コイル１６の出力Ｖ_２が入力されるようにする。第１系列回路６０と第２系列回路７０は並列に接続されている。第１直列回路６０は、増幅回路３８、サンプリング回路２０、平滑回路４４、増幅回路６４およびアナログゼロセット回路２４からなる。サンプリング回路２０に時点設定回路４２が接続されている。第１系列回路６０は図９に示すＶ_３の裾の部分６６の電圧を出力する。第１系列回路６０の動作については、同じ構成の回路を上述しているため省略する。

【0042】

第２系列回路７０はＶ_３の異常情報を含まないピーク付近７６の電圧を出力する。第２系列回路７０は、増幅回路３８、平滑回路４４、ゼロセット回路７２、増幅回路６４、アナログゼロセット回路２４および反転回路７４からなる。ゼロセット回路７２は抵抗Ｒ１および可変抵抗Ｒ２で構成され、可変抵抗Ｒ２は負電圧－Ｖｃｏが印加されている。第２系列回路７０は図９に示すＶ_３のピーク付近７６の電圧を出力するため、可変抵抗Ｒ２を調節して平均電圧を０または０付近にシフトさせ、増幅回路６４で増幅できるようにする。反転回路７４は、非反転入力端子がアースに接続されたオペアンプＯＰ２、アナログゼロセット回路２４と反転入力端子の間に接続された抵抗Ｒ３、反転入力端子と出力端子の間に接続された抵抗Ｒ４を備える。Ｒ３＝Ｒ４とすると反転回路７４によってＶ_３のピーク付近７６の電圧の正負の変化が反転される。

【0043】

なお、第１系列回路６０と第２直列回路７０の増幅回路３８は各回路６０、７０で共用されてもよい。また、各増幅回路３８、６４は入力される電圧変化が大きければ省略されてもよい。

【0044】

第１系列回路６０と第２系列回路７０はバランス回路７８に接続され、各回路６０、７０の出力はバランス回路７８に入力される。バランス回路７８として可変抵抗が使用され、可変抵抗の出力は増幅回路２６を介して出力される。マルテンサイトの影響はどの位置でもほぼ一様であり、Ｖ_２がほぼ一様に高くなってＶ_３になっている。第１系列回路６０と逆転されている第２系列回路７０の出力をバランス回路７８に入力することで、マルテンサイトの影響が相殺される。第１系列回路６０と第２系列回路７０は、マルテンサイトなど材質変化によって生じる基準値からのずれを補正できる。異常箇所３５があれば、その部分だけ図７のように出力される。バランス回路７８の出力から異常箇所を検出できる。

【0045】

第１系列回路６０は図１０の構成に限定されない。たとえば、サンプリング回路２０と時点設定回路４２は比較回路１８に変更されてもよい。また、２つの第１系列回路６０を並列接続し、スイッチによって選択できるようにしても良い。その場合、一方の第１系列回路６０はサンプリング回路２０を使用し、他方の第１系列回路６０は比較回路１８を使用する。

【0046】

反転回路７４を第２系列回路７０に設けず、第１系列回路６０のアナログゼロセット回路２４の後段に接続してもよい。この場合、第１系列回路６０の出力の変化の正負を反転し、第２系列回路７０の出力の正負を反転させない。本願は第１系列回路６０または第２系列回路７０のいずれかの出力の正負が反転されるように、いずれかの系列回路６０、７０のアナログゼロセット回路２４の後段に反転回路７４を接続する。

【0047】

図１と同様に、増幅回路２６の後段にアナログゼロセット回路２４と増幅回路２６が多段接続されてもよい。

【0048】

図１１の非破壊検査装置８０のように、スイッチ８４によって増幅回路２６の出力はそのまま出力しても良いし、微分回路８２によって速い変化を出力できるようにしても良い。図１１は微分回路８２の後段にスイッチ８４が接続されているが、微分回路８２の前段にスイッチ８４を設けて増幅回路２６の出力と微分回路８２の出力を選択できるようにしてもよい。図１２に示すように、第一抵抗Ｒ５、第二抵抗Ｒ６、第三抵抗Ｒ７、第四抵抗Ｒ８、コンデンサＣ２およびオペアンプＯＰ３を備える。第一抵抗Ｒ５と第二抵抗Ｒ６は直列接続されており、第一抵抗Ｒ５は反転入力に、第三抵抗Ｒ７およびコンデンサＣ２が並列接続されて非反転入力に接続されている。オペアンプＯＰ３の反転入力端子が第一抵抗Ｒ５と第二抵抗Ｒ６の間に接続され、オペアンプＯＰ３の非反転入力端子は第三抵抗Ｒ７に接続されている。オペアンプＯＰ３の非反転入力端子とグランドの間に第四抵抗Ｒ８が接続されている。オペアンプＯＰ３の出力は第二抵抗Ｒ６に接続されている。

【0049】

これらの抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８による回路ではＲ５＝Ｒ６、Ｒ７＝Ｒ８とすると入力側の電圧変化に対して、出力側の電圧は変化しない。この中の第三抵抗Ｒ７に並列にコンデンサＣ２を接続することによってそのコンデンサＣ２と第四抵抗Ｒ８が微分回路８２になっており、微分時定数τ（＝Ｃ２・Ｒ８）より短い周期の変化または短時間の変化の電圧を入力したとき、その変化速度に応じた出力電圧を生じる。つまり、ゆっくりした変化は殆ど打ち消して出力しないで、前記亀裂による速い電圧変化のみを出力する。そのため、微分回路８２は二次コイル１６の検出電圧の変化が速いときにスイッチ８４で選択し、図１３のような急峻な山となって出力されるようにする。二次コイル１６の検出電圧の変化速度が小さい場合および直流成分については後で増幅回路２６の出力を選択する。

【0050】

１つの非破壊検査装置１０、８０は複数のセンサ３０、５０をそなえ、スイッチでセンサ３０、５０を選択できるようにしてもよい。

【0051】

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

【符号の説明】

【0052】

１０、８０：非破壊検査装置
１２：一次コイル
１４：パルス電流発生回路
１６：二次コイル
１８：比較回路
２０：サンプリング回路
２２：８４：スイッチ
２４：アナログゼロセット回路
２６：増幅回路
２８、５２、５４：フェライトコア
３０、５０：センサ
３２：被検査物
３４、３５：異常個所
３６：正常箇所
３８：増幅回路
４２：時点設定回路
４４：平滑回路
４６：アナログスイッチ
４８：ホールド回路
６０：第１直列回路
６４：増幅回路
６６：マルテンサイト化した時の電圧変化の電圧が低い部分
７０：第２直列回路
７２：ゼロセット回路
７４：反転回路
７６：マルテンサイト化した時の電圧変化の電圧が高い部分
７８：バランス回路
８２：微分回路
ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３：オペアンプ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８：抵抗
Ｃ１、Ｃ２：コンデンサ

【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】