JPH04121660A - 渦流探傷用探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、渦流探傷用探触子に係り、詳しくは連鋳ス
ラブの表面にできるオツシレーションマークのような液
深傷物表面に周期的に存在する疵（傷）の検出に用いら
れる、渦流探傷用探触子に関するものである。

Ｃ従来の技術〕 連続鋳造を行う場合には、鋳型の振動に同期して、連鋳
スラブの表面にその長手方向に８〜１５關程度の間隔（
ピッチ）でもって幅方向に沿ってｓさｏ、ｓ〜１．５ｍ
ｍ程度のオツシレーションマ−クと呼ばれる表面疵がで
きる。このようなオツシレーションマークを渦流探傷用
探触子を用いて検出する例は見当たらないか、従来の渦
流探傷用探触子としては、以下に説明するものか知られ
ている。

第６図は従来の渦流探傷用探触子の一例を示す構成説明
図、第７図は従来の渦流探傷用探触子によって得られる
検出コイルからの出力信号の説明図、第８図は渦流探傷
用探触子の動作を説明するための図である。

第６図に示すように、渦流探傷用探触子は、被探傷物表
面に存在する疵の長さ方向とほぼ直角な図における矢印
で示す走査方向に沿って配される四つの磁極体５１ａ〜
５１ｄを有し磁性体でなる四脚型コア５１と、この四脚
盟コア５１の外側の二つの励磁用磁極体５１ａ、　５１
ｂにそれぞれ巻かれ直列接続された励磁コイル５２ａ、
５２ｂと、四脚型コア５１の内側の二つの検出用磁極体
５１ｃ、５１ｄにそれぞれ巻かれた検出コイル５３ａ、
５３ｂとを備えている。

そして、前記直列接続された励磁コイル５２ａ、５２ｂ
は、その端子ｔｌ、　１２間に交流励磁電流が供給され
、その際に被探傷物側の各磁極の極性か互いに異極とな
るように巻かれている。また、前記検出コイル５３ａ、
　５３ｂは、電流を流した場合には被探傷物側の各磁極
の極性か互いに異極となるように巻かれている。なお、
検出コイル５３ａ、５３ｂは、第６図では接続して示し
ているか、実際には渦流探傷器内にて接続され基準電位
として接地されるようになっている。

このように構成された渦流探傷用探触子を、所定のリフ
トオフ（コイル先端と被探傷物表面との距離）にて被探
傷物表面の上を疵の長さ方向とほぼ直角な方向に走査す
ると、疵かない場合は、両検出コイル５３ａ、５３ｂに
は等しい誘導起電力が生じ、両検出コイル５３ａ、５３
ｂに発生する誘導起電力の差が取り出される端子ｔ３．
１４間の出力はゼロである。そして、第８図に示すよう
に、一方の検出コイル５３ｂか疵に接近しその上を通過
するときに、疵のあるところでは、被探傷物側の磁極の
極性力をＮ極となっている励磁コイル（図示の例では励
磁コイル５２ｂ）から被探傷物を通って被探傷物側の磁
極の極性力をＳ極となっている励磁コイル（図示の例で
励磁コイル５２ａ）に向かう磁束の一部が渦電流か遮断
されることにより漏洩する。

この漏洩磁束が検出コイル５３ｂに鎖交して、これに他
方の検出コイル５３ａに比べて大きな誘導起電力が発生
し、端子ｔ３．１４間に第７図の矢印Ａで示されるよう
な出力信号がでる。検出コイル５３ｂが傷の上を通過し
、疵が両検出コイル５３ａ、　５３ｂの中間にあるとき
には、漏洩磁束がこの両検出コイル５３ａ、５３ｂに鎖
交して、これらに等しい誘導起電力が発生し、端子ｔ３
．１４間の出力はゼロとなる。

そして、もう一方の検出コイル５３ａか傷に接近しその
上を通過するときに、漏洩磁束がこれに鎖交することに
よってこの検出コイル５３ａに他方の検出コイル５３ｂ
に比べて大きな誘導起電力が発生し、端子ｔ３．１４間
に第７図の矢印Ｂで示されるような出力信号がでる。な
お、第７図に示す不要信号は、励磁コイル５２ａ、５２
ｂがそれぞれ疵の上を通過するときに発生する漏洩磁束
によってでるものである。

〔発明か解決しようとする課題〕

ところか、従来の渦流探傷用探触子では、漏洩磁束を検
出する両検出コイルが、励磁コイルと同じ向きに電流を
流した場合に、被探傷物側の各磁極の極性力を隣合う励
磁コイルの被探傷物側のそれとは異極となるように巻か
れていないため、リフトオフか大きくなった場合には深
さの浅い疵の検出が困難であるという問題点がある。

すなわち、従来の渦流探傷用探触子の両検出コイルによ
って得られる出力信号においては、検出及び励磁コイル
の被探傷物側の各磁極の極性と出力信号との関係を示す
図の第３図に示すように、渦流探傷器においてＸ成分と
して設定されるリフトオフの変化による信号と、これに
直角なＸ成分としてとり出される疵による信号との位相
角差が約４０°となるので、リフトオフが太き（なった
場合、疵による信号の大きさが小さくなる。

また、従来の渦流探傷用探触子を、オツシレーションマ
ークのような被探傷物表面に周期的に存在し、その疵同
士の間隔かほぼ一定範囲内にあるような疵の検出に適用
しようとすると、一方の検出用磁極体とそれに隣合う励
磁用磁極体との隙間の走査方向における中央位置から、
他方の検出用磁極体とそれに隣合う励磁用磁極体との隙
間の走査方向における中央位置までの寸法長さか、疵間
隔に対して考慮されていないため、上記寸法長さ（第１
図ｆａｔ参照）か疵の間隔より長く設定されている場合
、隣合う疵による信号か重なり合って出力信号強度（大
きさ）か低下し、ノイズレベルとの識別か困難になると
いう問題点かある。さらに、各励磁コイルの走査方向の
幅長さか上記の疵間隔に対して考慮されていないため、
上記走査方向の幅が周期的に存在する検出すべき疵の間
隔の最小値より短い場合、励磁コイルか疵の上を通過す
るときにでる不要信号が大きくなって疵の分離検出分解
能か低下するという問題点もある。

この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たものであって、被探傷物表面に周期的に存在する疵を
それぞれ分離検出できるとともにリフトオフか大きい状
態においても感度良く検出できる、渦流探傷用探触子の
提供をその目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記の目的を達成するために、この発明による渦流探傷
用探触子は、被探傷物表面に周期的に存在する疵の長さ
方向と交差する走査方向に沿って配される四つの磁極体
を存し磁性体でなる回訓型コアと、この回訓壓コアの外
側の二つの励磁用磁極体にそれぞれ巻かれ直列接続され
た励磁コイルと、前記回訓型コアの内側の二つの検出用
磁極体にそれぞれ巻かれた検出コイルとを備え、前記両
励磁コイルは交流励磁電流か流された際にその被探傷物
側の各磁極の極性か異極となるように巻かれており、前
記両検出コイルは電流を流した場合にはその被探傷物側
の各磁極の極性力を異極となるように巻かれている渦流
探傷用探触子において、前記両検出コイルを、前記両励
磁コイルと同し向きに電流を流した場合に、被探傷物側
の各磁極の極性力を隣合う励磁コイルの被探傷物側の磁
極の極性とは異極となるように巻き、前記一方の検出用
磁極体とそれに隣合う励磁用磁極体との隙間の前記走査
方向における中央から前記他方の検出用磁極体とそれに
隣合う励磁用磁極体との隙間の前記走査方向における中
央までの寸法長さを、前記周期的に存在する疵の間隔よ
り短くし、さらに前記各励磁コイルの前記走査方向の幅
長さを前記疵の間隔の最小値以上にしたことを特徴とす
る。

〔作　用〕 この発明による渦流探傷用探触子においては、従来の渦
流探傷用探触子の二つの検出コイルが、電流を流した場
合、被探傷物側の各磁極の極性力を異極となるように単
に巻かれているのに対して、二つの検出コイルが、励磁
コイルと同じ向きに電流を流した場合、被探傷物側の各
磁極の極性力を隣合う励磁コイルの被探傷物側のそれと
は異極となるように巻かれている。したがって、第３図
に示すように、渦流探傷器においてＸ成分として設定さ
れるリフトオフの変化による信号と、これに直角なＸ成
分としてとり出される疵による信号との位相角差が約８
５°となるので、被探傷物の疵をリフトオフか大きくな
った場合においても従来に比へりフトオフに影響されず
に検出できる。

また、一方の検出コイルか巻かれた検出用磁極体とそれ
に隣合う励磁用磁極体との隙間の走査方向における中央
から、他方の検出コイルが巻かれた検出用磁極体とそれ
に隣合う励磁用磁極体との隙間の走査方向における中央
までの寸法長さＬｌか、周期的に存在する検出すべき疵
の間隔より短くされている。そのため、疵の間隔と出力
信号強度（規格化したもの）との関係を示す図の第４図
に示すように、上記の寸法長さＬｌより大きい間隔で存
在する疵に対しては、検出コイルからの出力信号がセロ
となることな（常に得られ、周期的に存在する疵をそれ
ぞれ確実に分離検出することができる。

さらに、励磁用磁極体に巻かれた励磁コイルの走査方向
の幅長さか周期的に存在する疵の間隔の最小値以上とさ
れているので、励磁コイルの走査方向の幅長さと不要信
号強度（規格化したもの）との関係を示す図の第５図に
示すように、励磁コイルか疵の上を通過する際の磁気回
路のインピーダンスの変化が低減されて不要信号の強度
（大きさ）か小さくなり、疵の分離検出分解能の低下を
防止することかできる。

〔実施例〕

第１図（ａ）はこの発明による渦流探傷用探触子の一例
を示す構成説明図、第１図（ｂｌは第１図（ａｌのＢ−
Ｂ線断面図、第２図は第１図（ａｌに示す励磁コイル及
び検出コイルの説明図である。

第１図（ａ）及び（ｂ）に示すように、渦流探傷用探触
子は、被探傷物表面に存在する傷の長さ方向とほぼ直角
な図の矢印で示す走査方向に沿って配される断面長方形
の四つの磁極体１ａ−１ｄを有し、フェライトでなる四
周型コアｌと、この四周型コア■の外側の二つの励磁用
磁極体１ａ、　ｌｂにそれぞれ巻かれ直列接続された励
磁コイル２ａ、　２ｂと、四周型コアｌの内側の二つの
検出用磁極体１ｃ、　ｌｄにそれぞれ巻かれた検出コイ
ル３ａ、　３ｂとにより構成されている。

この実施例では連鋳スラブの表面に８〜１５ｍ＋ｎ程度
の範囲のｆｉ′Ｊｌ隔てもっててきる前述したオツシレ
ーソヨンマークの検出に適用するため、一方の検出用磁
極体１ｃとそれに隣合うｆｌＩｌ磁用磁極用磁極体１ａ
間の走査方向における中央（隙間の走査方向における中
心線）から、他方の検出用磁極体１ｄとそれに隣合う励
磁用磁極体１ｂとの隙間の走査方向における中央（隙間
の走査方向における中心線）までの寸法長さＬｌを７．
５ｍｍとし、各励磁コイル２ａ、　２ｂの走査方向の幅
長さＬ２を１０ｍｍとした。

そして、第２図に示すように、上記直列接続された励磁
コイル２ａ、　２ｂは、その端子ｔｌ、　１２間に交流
励磁電流か供給された際に被探傷物側の各磁極の極性か
互いに異極となるように巻かれている。

一方、検出コイル３ａ、　３ｂは、上記両励磁コイル２
ａ、　２ｂと同じ向きに電流を流した場合に、被探傷物
側の各磁極の極性か隣合う励磁コイルの被探傷物側の磁
極の極性とは異極となるように巻かれている。例えば、
第２図の矢印で示す向きに電流を流した場合、図に示す
ように、励磁コイル２ａの極性はＳ極、これと隣合う検
出コイル３ａの極性はＮ極となり、他方の励磁コイル２
ｂの極性はＮ極、これと隣合う検出コイル３ｂの極性は
Ｓ極となる。この両検出コイル３ａ、　３ｂの出力は、
端子ｔ３．　ｔ４間から両検出コイル３ａ、　３ｂに発
生する誘導起電力の差として取り出される。なお、周知
のようにこの両検出コイル３ａ、　３ｂは渦流探傷器の
ブリッジ回路の二辺を構成するものであり、第２図では
接続して示しているが、実際には渦流探傷器内にて接続
されて接地（基準電位）されるようになっている。

このように構成される渦流探傷用探触子を用い冷却が施
された渦流探傷器によって、励磁コイル２ａ、　２ｂに
周波数ＩＭＨｚの励磁電流を流しリフトオフ１０ｍｍに
て、連鋳スラブのオツシレーションマークの検出試験を
行った。この場合、渦流探傷用探触子は連鋳スラブの直
上に配置され、被探傷物としてのスラブが移動するよう
になっている。また、スラブの輻放熱によるコイルの電
気的特性の劣化を防ぐため、リフトオフは冷却が施され
た状態であってもできるだけ大きく設定できることが好
ましいものである。その結果、従来検出不可能であった
リフトオフ１０ｍｍの条件にて、連鋳スラブ表面に周期
的に存在するオッソレーンヨンマークを感度良く検出す
ることができた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明による渦流探傷用探触子
では、二つの検出コイルか、励磁コイルと同じ向きに電
流を流した場合、その被探傷物側の各磁極の極性か隣合
う励磁コイルの被探傷物側のそれとは異極となるように
巻かれているので、疵による信号かりフトオフの変化に
よる信号に対しほぼ直角な位相角を持つものとなり、従
来の渦流探傷用探触子に比べてリフトオフの影響による
検出力低下のすくない疵信号出力が得られる。また、一
方の検出コイルが巻かれた検出用磁極体とそれに隣合う
励磁用磁極体との隙間の走査方向における中央から、他
方の検出コイルが巻かれた検出用磁極体とそれに隣合う
励磁用磁極体との隙間の走査方向における中央までの寸
法長さか、周期的に存在する検出すべき疵の間隔より短
くなるように構成されているので、上記寸法長さより大
きい間隔て存在する疵に対し、検出コイルからの出力は
セロとなることなく常に一定以上のものか得られる。さ
らに、励磁コイルの走査方向の幅長さか周期的に存在す
る疵の間隔の最小値以上とされているので、励磁コイル
か疵の上を通過する際の磁気回路のインピーダンスの変
化が低減され発生する不要信号か大幅に小さくなる。

したかって、この発明による渦流探傷用探触子を用いる
ことにより、被探傷物表面に周期的に存在する疵をそれ
ぞれ確実に分離検出てきるとともに、従来よりリフトオ
フか大きい状態においても感度良く検出することかでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａｌはこの発明による渦流探傷用探触子の一例
を示す構成説明図、第１図（ｂｌは第１図ｔａ＋のＢＢ
線断面図、第２図は第１図（ａｌに示す励磁コイル及び
検出コイルの説明図、第３図から第５図はこの発明に係
る図であって、第３図は検出及び励磁コイルの被深傷物
側の各磁極の極性と出力信号との関係を示す図、第４図
は疵の間隔と出力信号強度（規格化したもの）との関係
を示す図、第５図は励磁コイルの走査方向の幅長さと不
要信号強度（規格化したもの）との関係を示す図、第６
図は従来の渦流探傷用探触子の一例を示す構成説明図、
第７図は従来の渦流探傷用探触子によって得られる検出
コイルからの出力信号の説明図、第８図は渦流探傷用探
触子の動作を説明するための図である。 １　フェライトでなる四周型コア、 ｌａ、　Ｉｂ　　励磁用磁極体、Ｉｃ、　Ｉｄ　　検出
用磁極体、２ａ、　２ｂ　　励磁コイル、３ａ、　３ｂ
　　検出コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被探傷物表面に周期的に存在する疵の長さ方向と
   交差する走査方向に沿って配される四つの磁極体を有し
   磁性体でなる四脚型コアと、この四脚型コアの外側の二
   つの励磁用磁極体にそれぞれ巻かれ直列接続された励磁
   コイルと、前記四脚型コアの内側の二つの検出用磁極体
   にそれぞれ巻かれた検出コイルとを備え、前記両励磁コ
   イルは交流励磁電流が流された際にその被探傷物側の各
   磁極の極性が異極となるように巻かれており、前記両検
   出コイルは電流を流した場合にはその被探傷物側の各磁
   極の極性力を異極となるように巻かれている渦流探傷用
   探触子において、 前記両検出コイルを、前記両励磁コイルと同じ向きに電
   流を流した場合に、被探傷物側の各磁極の極性が隣合う
   励磁コイルの被探傷物側の磁極の極性とは異極となるよ
   うに巻き、前記一方の検出用磁極体とそれに隣合う励磁
   用磁極体との隙間の前記走査方向における中央から前記
   他方の検出用磁極体とそれに隣合う励磁用磁極体との隙
   間の前記走査方向における中央までの寸法長さを、前記
   周期的に存在する疵の間隔より短くし、さらに前記各励
   磁コイルの前記走査方向の幅長さを前記疵の間隔の最小
   値以上にしたことを特徴とする渦流探傷用探触子。