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    公开号:WO1988002857A1
    申请号:PCT/JP1987/000789
    申请日:1987-10-16
    公开日:1988-04-21
    发明作者:Makoto Hayashi；Masahiro Ootaka；Akisuke Naruse；Kazuo Takaku
    申请人:Hitachi, Ltd.；
    IPC主号:G01N27-00
    专利说明:
    [0001] 明細書
    [0002] 表面欠陷検査方法及び表面欠陥検査装置 技術分野
    [0003] 本発明は、 金属材料に生じたき裂等の欠陥を発見する 装置と方法に係 り、 特にそのき裂の形状を精度良く検出 出来る装置と方法に関する。
    [0004] 背景技術
    [0005] 金属材料に生じたき裂等の欠陥を発見する方法と して は、 ポテンシャル法が従来から知られている。 ポテンシ ャル法は、 例えば、 特公昭 5 0— 2 5 9 3 号公報， 特開 昭 5 7— 1 6 0 0 5 4号公報等によ り説明されている。
    [0006] 従来のポテンシャル法による部材表面の欠陥検出装置 は、 いわゆる 4端子法を利用 し いる。 この 4端子法は、 一対の紿鼋端子とその内側に一対の電位差測定端子を全 体と して一列に配置した探傷子を使用 し、 金属構造部材 の表面を走査して電位分布の変化を測定し、 これによ り き裂等の表面欠陥を検出するという ものである。 すなわ ち、 欠陥のない領域での電位差を基準電位と して、 これ よ リ大きい電位となった'所に欠陥が存在する と判定する ものである。
    [0007] 大型の金属構造物においては、 表面欠陥が発生したら 即寿命であるという ものではな く 、 欠陥発生後も相当の 長期間にわたってその構造物を使用できる場合が多い。 表面欠陥が発生後の寿命が該欠陥発生までの期間よ り長 い こともある。 従って表面欠陥の進展状態を監視する こ とは、 構造物の長期有効使用 ¾可能にし、 更に安全を図 る上で重要である。
    [0008] と ころが、ノ従来の装置は給電端子が 1対であるため、 測定領域において部材の形扰変化等によ り電流分布の均 一性が悪くて測定に際しての基準電位の決定が難かし く 、 更に表面欠陥の形状の判定が不正確とな り、 その結果表 面欠陥の進展状態を精度良く監視することができないと いう問題があった。 また、 鼋流の拡がリ によ り測定領域 近傍の形状変化や近接する欠陥の影響を受けやすいとい う問題があった。
    [0009] 発明の開示
    [0010] 本発明の目的は、 金属材料の表面欠陥を高精度で監視 できる表面欠路検出方法と装置とを提供するにある。
    [0011] 本願の各発明の内、 請求の範囲の第 1項記載の発明は、 給鼋端子対を複数対で且つ変位可能に形成すると共に該 給電端子対の内側の鼋流分布に基づいて当該紿鼋端子対 を変位させて位置決めする端子位置制御部を設けること によ り、 測定領域の形状変化等に起因する鼋流分布の不. 均一信号を端子位置制御部で受けて、 その不均一を打ち 消すよう に給鼋嬙子対の位置を個々 に変える制御信号を 出力 し、 電流分布の均一化を達成するものである。 また、 請求の範囲の第 3項に記載の発明は、 紿鼋端子 対を複数対に形成する と共に該紿鼋端子対の内側の電流 分布に基づいて各紿鼋端子対に供給する電流を変化させ る電流制御部を設ける こ と によ り 、 電流分布の不均一信 号を電流制御部で受けて、 その不均一を打ち消すよ う に 各給電端子対に供給する電流値を変える制御信号を出力 し、 電流分布の均一化を達成するものである。
    [0012] 更に、 請求の範囲の第 4項に記載の発明は、 給電端子 対を複数対に形成する と共に電位差測定端子対を変化可 能に形成し、 給電端子対の内側の電流分布が略均一な領 域のみを電位差測定端子対の測定走査領域と定める測定 領域制御部を設ける こ と によ り 、 電位分布の均一な領域 のみの欠陥検出が自動的に行なわれるものである。
    [0013] 又、 請求の範囲の第 8項に記載の発明は、 被検出体部 材表面に相互に離間した 1組の給電端子対によ リ直流電 流を印加し、 該給電端子対の間において 1組または複数 組の電位差測定端子対を設けて電位差を測定し、 該電位 差から欠陷の形状を検出する方法において、 き裂が発生 する恐れのある構造物の表面に給電端子と電位差測定端 子を兼用する端子をマ ト リ クス状に配置し、 給電する端 子と電位差を測定する端子を切 り換えて電位差分布を測 定する こ と によ り被検体面の電位差分布を測定するため に、 被検体面の多方向の電位差分布を測定して表面き裂 形犾を精度良く判定できる作用効果の得られる方法であ る。
    [0014] 図面の筒単な説明
    [0015] 第上 図は本発明に係る装置の全体構成図である。 第 2 図は第 1 図のセンサ治具部分の拡大平面図である。 第 3 図は上記発明の他実施例を示す拡大平面図である。 第 4 図は第 2発明の一実施例を示す拡大平面図である。 第 5 図は表面欠陥検出のフ ローチャー ト図である。 第 6図 ( a ) ( b ) は耠鼋端'子対の配置図と対応する電流分布 図である。 第 7図 （ a ) ( b ) は異なる同配置図と対応 する鼋流分布図である。 第 8図は耠鼋端子対の数 n と鼋 流分布の関係図である。 第 9 図 （ a ) ( b ) は給電端子 対の配置図と対応する電流分布図である。 第 1 0 図（ a )
    [0016] ( b ) は端子間距離 β の異なる同配置図と対応する電流 分布図である。 第 1 1 図 （ a ) ( b ) は給電端子対の端 子間距離 β と電流分布の闋係図である。 第 1 2図 （ a )
    [0017] ( b ) は端子間距離が各々異なる場合の配置図と対応す る電流分布図である。 第 1 3図 （ a ) ( b ) は異なる同 配置図と対応する電流分布図である。 第 1 4図は端子間 距離の異な り程度と電流分布の関係図である。 第 1 5 図 は供給電流が異なる場合の配置図と対応する電流分布図 である。 第 1 6図 （ a ) ( b ) は異なる供耠鼋流の配置 図と対応する電流分布図である。 第 1 7図は供給電流の 異な り程度と電流分布の関係図である。 第 1 8 図は第 3 発明の一実施例を示す拡大平面図である。 第 1 9 図は他 実施例を示す拡大平面図である。 第 2 0 図も異なる他実 施例を示す拡大平面図である。 第 2 1 図 （ a ) ( b ) は 端子配置図と対応する電流分布図である。 第 2 2 図 （ a ) ( b ) は異なる端子配置図と対応する電流分布図である。 第 2 3 図は第 4発明による配管のき裂監視装置の外観図 である。 第 2 4 図は第 2 3 図のき裂監視装置のシステム 系統図である。 第 2 5 図と第 2 6 図は第 2 3 図の装置の 端子の配置を示す図である。 第 2 7 図は第 4発明による 電位差分布測定の フ ローチャー ト図である。 第 2 8 図は 第 4発明による周方向の電位差分布測定の場合の給電端 子と測定端子の位置を示す図である。 第 2 9 図は第 4発 明によるき裂位置の判定方法を示す図である。 第 3 0 図 は第 4発明によるき裂形状の判定方法のフ ローチャー ト 図である。 第 3 1 図は第 4発明の F E Mで得られたき裂 部材のき裂と反対側の表面における電位差分布の一例を 示すグラ フ図である。 第 3 2 図は第 4発明の F E Mで得 られたき裂部材のき裂と反対側の表面におけるき裂周辺 の電位差分布グラ フ図である。 第 3 3 図は第 4発明によ る電位差比とァスぺク ト比の関係の一例を示すグラ フ図 である。 第 3 4 図は第 4発明による電位差比と き裂深さ の関係を示すグラ フ図である。 第 3 5 図は第 4発明によ る解析に使用したき裂形状と判定されたき裂形状との比 較を示す図である。
    [0018] 発明を実施するための最良の形態
    [0019] 第 1 図は請求の範囲第 1項記載の発明を含む表面欠陥 検出装置の全体構成図を示す。 同図において、 1 はセン サへジドであり、 該センサヘッ ド 1 は構造部材 2 の表面 欠陥を検出するものである。 このセンサへヅ ド 1 は構造 部材 2 に定鼋流を供給する複数対の給電端子対 3、 表面 欠陥の有無あるいは形状によって変化する耠鼋端子対 3 内側の鼋位分布を測定する電位差測定端子対 4及びこれ ら各端子対を保持するセンサ治具 5 ょリ成る。 測定時に は、 センサヘッ ド 1 は構造部材 2 に押圧される。
    [0020] センサ治具 5 に保持される給電端子対 3は、 変位可能 に形成され、 この変位は端子位置制御部 6 からの制御信 号によ り行なおれる。 この端子位置制御部 6は、 イ ンタ 一フェイスを介してコンピュータ 7 に接続されている。 給電端子対 3 は熱起電力を除去するための極性変換装置 8 を介して定鼋流源 9 に接続されている。 定鼋流瀕 9 は コンピュータ 7 に接続されている。 また、 電位差測定端 子対 4は多点の電位を測定しう るようスキャナー 1 0 を 介して髙分解能の微少電圧計 1 1 に接繞され、 この電圧 計 1 1 が測定データ を処理するためイ ンターフェイスを 介してコンピュータ 7 に接続されている。 コ ンピュータ 7 からの指令によ リ定鼋流源 9 から給鼋 端子対 4 に任意の電流が供給されると各端子対 4 の相互 配置によってその内側に対応する電流分布が生じる。 こ の電流分布は電位差測定端子対 3 によ り電位分布と して 測定され、 その測定電位差信号がコ ン ピュータ 7 に入力 されて処理され、 これに基づいて端子位置制御部 6 から 前記電流分布が給電端子対 3 の内側の測定領域が略均一 となるよ う に該給電端子対 3 を移動させる制御信号が出 力されるよ う になっている。 以上は実際の欠陥検出を行 なう前の準備段階で行なわれるものであ り、 実測する構 造部材と同じものであって表面欠陥のない物を標準素材 と して行なう か、 又は実測構造部材の形状や給電端子の 配置をデータ と してコ ンピュータ解析によ り行なう。 後 者は標準素材が不要の点で極めて簡易に行なえる効果を 有する。 そ して、 電流分布を略均一化する準備段階が済 んだ後、 実測構造部材の測定電位差信号をコ ン ピュータ 7 に入力するが、 この信号は前記準備段階とは異な り、 コ ン ピュータ 7 に内蔵された欠陥判定部 （図示せず） に て処理され、 表面欠陥の有無あるいはその形状が検出さ めるよう になつている。 更に、 その検出結果は出力装置 (図示せず） に表示されるよ う になっている。
    [0021] センサヘッ ド 1 は駆動装置 1 2 に取り付けられ、 全体 の走査が可能になっている。 本実施例は、 パイ プ内面き 裂測定用の駆動装置を示す。 センサへヅ ド 1の構造部材 2への押し付けはェァシリ ンダ等の掙圧手段 1 3 によつ て行なわれる。 センサヘッ ド 1は、 回転シャフ ト 1 4 に 軸支されてパイプ内周の周方向に走査できるよう になつ ている。 この回転シャフ ト 1 4 は、 モータ 1 5 , ベル ト 1 6， プー リ 1 7 によ り回転する。 また、 パイプ内の軸 芯線方向の移動はモータ 1 7 ， ローラ 1 8及び連結ベル ト 1 9 によってなされる。 本駆動装置 1 2は駆動制御部 2 0 によって制御され、 この駆動制御部 2 0はコンビュ ータ 7 に接繞されている。
    [0022] コンピュータ 7 には、 1 6 ビヅ 卜マイ ク ロ コンピュー タ システムが使用され、 検出結果の出力装置及び記録装 置にはプリ ンタ及び 5インチフロッピ一ディスクが使用 されている。 駆動制御部 2 0及び端子位置制御部 6 には ペ リ ファ リ * インターフェイス ' アダプタ （ P I A ) を 使用し、 電圧計 1 1及び定鼋流源 9 には G P— I Bイン ターフェイスを使用し、 コンピュータ 7 との入出力を行 なった。
    [0023] 第 2図は第 1図のセンサ治具の部分を拡大平面で示し た構成図である。 給電端子対 3の変位可能な構造は、 3 対の端子対のうち、 中央を固定紿鼋端子対 3 a と雨端を X及び Y軸方向に変位可能な可動給電端子対 3 b とによ リ彤成されている。 すなおち、 可動紿電端子対 3 b は 「井」 形に連結されたレバー 2 1， 2 2、 該レバー 2 1， 2 2 と各各螺合するねじ溝シャフ ト 2 3， 2 4及び各シ ャ フ ト 2 3， 2 4 を回転させるモータ 2 5， 2 6 によつ て変化可能となっている。 モータ 2 5， 2 6は端子位置 制御部 6 と接続されて制御され、 コ ン ピュータ 7で解析 した最適配置に給電端子が移動するよ う に作動し、 均一 な電流場が得られるよ う になつている。 尚、 給電端子対 3 の総てを可動端子対と してもよいこ とは勿論である。 第 3 図は上記発明の他実施例を示す構成図で、 センサ 治具 5 に多数の端子 2 7 をマ 卜 リ ック ス状に配設し、 袷 鼋端子対を全端子 2 7のう ち選定する端子 2 7 を変える こ と に変位可能と したものである。 各端子 2 7 は固定さ れていても紿電する端子の組合せを変えて選定すれば結 果と して変位したこと になる。 残り の中央端の端子の一 部が電位差測定端子対となる。 すなわち、 各端子 2 7 は マ ト リ ッ ク ススキャナ一 2 8 に接繞され、 給電端子対と 電位差測定端子対の配置は、 コ ン ピュータ 7で解析した 最適配置となるものである。 本実施例によれば、 各端子 対の配置が自由に選べるので適用範囲が広いと共に構造 が単純となる。
    [0024] 第 4 図は請求の範囲の第 3項に記載の第 2発明の実施 例を示す構成図である。 本実施例では、 給電端子対 3 は 7対よ り なる と共に、 第 1発明とは異な り、 その位置が 可変でなく 固定されている。 この耠電端子対 3 は各々独 立に定鼋流源 9 に接続されており、 コンピュータ 7 に内 蔵された電流制御部 （図示せず） からの制御信号によつ て各端子对 3は個々に電流値が可変となっている。 電流 制御部は、 任意に供耠された鼋流によって耠鼋端子対 3 の内側に生じる電流分布を前記第 1発明と同様に電位差 測定端子対 4で検出し、 その測定信号に基づいて喀均一 な電流分布となるよう に当該電流制御部は制御儈号を出 力する。 これによ り、 測定領域には略均一な鼋流場が形 成され、 準備段階は済み実測段階に移れる。
    [0025] 第 5図は、 本発明に係る装置で構造部材の表面欠陥を 検出するフ ローチャー トを示す。 このフ ローチャートは 前記第 1及び第 2発明の雨方が適用され、 いずれかを選 択して使用できる場合を示す。 更に、 標準素材を用いて 準備段階で均一な電流場を形成する場合ではなく 、 測定 する構造部材の形状等のデータ ， 電流値， 給電端子対の 配置についてのデータ を入力してコンピュータ解析によ リ準備段階で均一な電流場を形成する場合を示す。
    [0026] ステップ 2 9で実際に測定する構造部材の測定領域の 形状のデータ を入力する。 この形状は鼋流分布に最も大 き く影攀する。 その他欠陥以外のもので電流分布に影礬 するものを適宜入力する。 ステップ 3 0で耠鼋端子対の 配置最適化を選択する。 通常は、 この選択の方が望まし い。 ステップ 3 1 で各給電端子対 3 に供耠する電流値を 入力する。 この電流値は各端子対 3すべて同じ値である。 ステップ 3 2で給電端子対 3 の初期設定配置のデータ を 入力する。 これによ り測定領域にある鼋流分布が生じる。 この電流分布をステップ 3 3 でコ ン ピュータ解析する。 すなわち、 その電流分布を電位差測定端子対 4 によ り電 位分布と して測定し、 その測定信号をコンピュータ 7 に 入力 し、 F E M解析あるいは理論式による簡易解析を実 行する。 ステップ 3 4でその解析結果よ り電流分布の均 一性が許容範囲の内か外かを判断する。 範囲外のと きは ステップ 3 5で給電端子対 3 の配置データ を変え、 ステ ップ 3 3 に リ タ ーン し、 再度電流分布の解析を行い、 最 終的に許容範囲内の均一な電流分布が得られるまで同様 の手順を繰り返す。 ステップ 3 6でセンサ治具 5上にお ける給電端子対 3 の位置決めを終了させる。 ，
    [0027] 以上の準備段階で均一な電流分布が得られ、 ステップ 3 7以降で実際の表面欠陥の検出を行なう 。 先ず、 ステ ヅプ 3 7でステップ 3 1 で入力 した電流値と同じ電流を 位置決めされた耠鼋端子対 3 に供耠する。 ステップ 3 8 で電位差測定端子対 4 を走査して測定領域の電位分布を 測定する。 ステップ 3 9で前記測定電位差信号に基づい て欠陥判定部にて部材表面の欠陥の有無及び形状を判定 する。 こ こで、 電位分布が均一であればその領域に表面 欠陷は無いことになり、 ビーク等の不均一部分があれば、 構造部材の対応位置に表面欠陥があるこ と になる。 また 欠陥の形状は予め求めておいたマスタ一カーブ等との対 比によ り判定する。 判定終了後、 ステップ 4 0で駆動装 置 1 2 によ りセンサヘッ ド 1 を他の測定領域に移動する。 構造部材の測定領域の形状等のデータ が変化ない場合は、 ステップ 3 7 から同様の手順で繰返す。 形状等の変化が ある場合はステップ 4 1 からステップ 2 9 にリターンし、 最初から同手順で行なう。 センサへヅ ド 1 が測定範囲外 に位置した場合、 E N Dとなる。
    [0028] 供給電流の最適化は、 次のとおりである。
    [0029] ステップ 2 9 は変おらず、 ステップ 3 0で供給電流の 最適化を選択する。 ステップ 4 2で給電端子対 3 の配置 データ を入力する。 この配置は固定されている。 ステツ プ 4 3で初期設定の供給電流値を入力する。 これによ り 、 測定領域にある電流分布が生じる。 この電流分布をステ ヅプ 4 4でコ ンピュータ解析する。 解析方法は第 1発明 の場合に説明 Lたものと同様である。 ステップ 4 5で鼋 流分布の均一性が許容範囲外と判断されたとき、 ステツ プ 4 Sで供給する電流値を変え、 ステップ 4 4にリ タ一 ン し、 最終的に均一な電流分布が得られるまで同様の手 順を操返す。 ステップ 4 7で給鼋端子对 3 に供給される 最終的な電流値に合おせて電源のセヅ 卜を行なう。 以上 の準備段階で均一な電流分布が得られ、 ステップ 3 7以 降で前記と同様の手順によ リ実際の表面欠陥の検出を行 なう 。
    [0030] 次に、 本発明の原理を説明する。
    [0031] 電流場の解析には有限要素法を用いる方法があるが、 均一な連続体中における電流の流れは鼋荷と電気力線に 相当するため解析的に求める こ と ができる。 すなわち、 電流密度は求める座標での表面電荷と して置き換えられ る。 よって次式の基本式によ り求め られる。
    [0032] I → q ( 1 )
    [0033] d V
    [0034] χ → σ χ i = ( 3 ) d x i
    [0035] I ： 電流、 q ： 電荷、 X ： 座標
    [0036] i X t ： X i 成分の電流密度、
    [0037] σ i ： i 成分の表面電荷密度
    [0038] この基本式を使用 したプログラムをコン ピュータ 7 に 組み込むこ と によ り簡易の電流場解析を行なえる。 尚、 特に複雑な形状の場合は有限要素法で求める。
    [0039] 解析結果を以下で説明する。
    [0040] 第 6 図 （ a ) は紿鼋端子対 3 が 1対の場合で従来の 4 端子法における該端子対 3 の配置図を示し、 同図 （ b ) は給電端子対 3の内側の電流分布図である。 中央での鼋 流の大きさを 1 とすると、 中央から端子对間距離の一の
    [0041] 2 位置では 3 5 %に減少している。
    [0042] 第 7図 （ a ) は 4対の紿鼋端子対 3 を瞵同士等間隔で 設けた場合の配置図であ り、 同図 （ b ) は各端子対 3 に 同じ電流を供給した場合の内側の電流分布図である。 中 央から端子間距離の一の位置で 7 8 %に改善されてる。
    [0043] 2
    [0044] 第 6図と第 7図の結果を整理したものが第 8図であ り 給電端子対 3の数 n と電流分布との関係図である。 n = 1すなわち従来の給電端子対 3 が 1対の場合に比して複 数対にする ことにより電流分布が平坦化することが解る n = 4以上では端子間の干渉も改善される。
    [0045] 第 9 図 （ a ) は耠電端子対 3間の距離 2 が 1 . 5 (中央から β = 0 . 7 5 ) の場合の配置図であ り、 同図 ( b ) は対応する電流分布図である。 第 1 0図 （ a ) は 端子対間の距離 2 £ を 1 . 0 ( β = 0 . 5 ) にした場合 の配置図であ ひ、 同図 （ b ) は対応する電流分布図であ る。 第 9 図と第 1 0図の結果を整理したものが第 1 1図 である。 耠鼋端子間の距雜 J2 が小さ く なる程鼋流分布の 均一性がよ く なることが解る。 しかし、 β が小さ く な リ すぎると隣同士の端子の相互干渉が小さ く なリ、 却って 均一性が悪く なる。 これは給電端子対 3 の隣接距離 mと の関係で定ま り、 種々の実験の結果 m〉 fi では均一性が 悪いこ と を確認できた。
    [0046] 第 1 2 図 （ a ) は両端の給電端子対 3の距離 β ' を中 央の端子対 3 の距離 β よ リ小さ く した場合の配置図であ リ、 同図 （ b ) は対応する電流分布図である。 こ こでは β = 1 と し、 & ' - 0 . 8 と した。 第 1 3 図 （ a ) は β ' = 0 . 7 と した場合の配置図であ り、 同図 （ b ) は対 応する電流分布図である。 第 1 2 図と第 1 3 図の結果を ま とめたのが第 1 4 図である。 & ' = 0 . 7 , β = 1 . 0， m = 0 . 6 6 のと き電流分布は一 l x ^ l の範囲 で 5 %の変動しかな く 、 略均一である こ と がわかる （第 1 2図 （ b ) ) 。 しかし、 Ά ' を小さ く しすぎる と両端 の給電端子対の影響が大き く なるため均一性が惠く なつ ている （第 1 3 図， 第 1 4 図） 。 袷鼋端子対が 4対で 3 m = 2 , β = 1 のときは、 β ' = 0 . 8〜 0 . 9 のと き 最も均一性がよ く なる こと が解る。
    [0047] 第 1 5 図 （ a ) は給電端子対 3 の両端に供給される鼋 流 （ I ) よ り 内側の端子対に供給される電流 （ 0 . 5 1 ) を小さ く した場合の配置図であ り、 同図 （ b ) は対応す る電流分布図である。 第 1 6 図 （ a ) は内側の端子対に 供給される電流を更に小さ く （ 0 . 3 1 ) した場合の配 置図であ り、 同図 （ b ) は対応する電流分布図である。 供耠する電流値の差が 5 0 % (第 1 5 図） では電流分布 の変動は 7 %であるが、 差を 7 0 % (第 1 6 図） に広げ ると中央での鼋流密度が減少するため電流分布の均一性 は悪く なることが解る。 これらの結果をまとめたものが 第 1 7図である。
    [0048] 以上原理を説明したよう に、 耠鼋端子対 3 を複数対と し、 各端子対の配置を変える、 あるいは供耠する電流値 を各端子対の個々に変える ことによ リ鼋流分布の均一化 を図れる ことが解る。 これを基礎と して構造部材等の形 状が異つても、 その差異に基づく電流分布の不均一を前 記の如く給電端子対の配置を変える等によ り打ち消して 均一化を図ることが可能である。
    [0049] 第 1 8図は請求の範囲の第 4項に記載の第 3発明の実 施例を示す構成図である。 耠鼋端子対 3 は 3対よ り成り、 その配置は固定されていると共に、 供給される電流値も 固定されている。 この配置及び電流値に基づいてある電 流分布が給電端子対 3の内側に生じる。 このよう にして 生じた電流分布のうち、 均一な領域だけを電位差測定端 子対 4の測定走査領域と して定めるという のがこの発明 であ-る。 すなわち、 電位差測定端子対 4は変位可能に形 成されている。 ここでは一方が固定端子 4 a、 他方が可 動端子 4 b と して形成され、 構造の单鈍化が図られてい る。 可動端子 4 b は測定領域制御部 4 8 からの制御信号 によ り一定の領域を走査するよ う になっている。 この測 定領域制御部 4 8は生じている電流分布のうち均一とな る領域を前記給電端子対 3 の配置、 供耠電流値及び構造 部材の形状等から前述と同様のコ ンピュータ 7での解析 によ り求め、 前記制御信号を出力するものである。 可動 端子 4 b はモータ 4 9， 5 0 、 レバー 5 1 , 5 2、 ねじ 溝シャフ ト 5 3， 5 4 によ り X軸及び Y軸方向に移動可 能になっている。 モータ 4 9 ， 5 0 は測定領域制御部 4 8 に接繞されて制御され、 この制御部 4 8 はイ ンタ ー フ エイスを介してコ ンピュータ 7 に接続されている。 本発 明は均一な電流分布の領域のみを電位差測定端子対 4 を 査定させ、 不均一領域は査定さないという ものである。
    [0050] 第 1 9 図は第 3発明の他実施例を示し、 電位差測定端 子対 4 をマ ト リ ックス状に配置したものである。 本実施 例によれば電位差測定端子対 4 を直接移動させる こ とな く 、 使用端子の選定を適宜変える ことによ り対応できる ため測定が容易となる。 第 2 0 図は第 3発明の異なる他 実施例を示す。 給電端子対 3 は二重同心円状に配置され、 内外の各端子に正と負の逆極性電流が供給される。 給電 端子対 3 は切換装置 5 5 を介して定鼋流源 9 と接続され ている。 本実施例ではすべての紿鼋端子対 3 に電流を供 給して使用するのではな く 、 内外の各一部の端子にのみ 電流を供給して均一な電流分布を発生させるものであ り、 電流を供耠する端子を選定し又他と換えられるよう前記 切換装置 5 5 が設けられている。 均一な電流場が得られ た後、 電流が供耠されている端子の相対配置及び電流値 を保持して全端子上を切換移動させて回転電流場を形成 するよう になつている。 電位差測定端子対 4はマ ト リ ツ クス状に形成され、 回転電流場に同期して追従できるよ う になつている。 尚、 本実施例では紿鼋端子対 3の内外 に逆極性電流を供耠するため測定領域外への漏電がなく な リ、 近接する欠陷ゃ構造部材の形状変化の影饗を受け にく い効果がある。
    [0051] 次に、 この実施例の原理を説明する。 第 2 1 図 （ a ) は供給する鼋流値と端子位置を示す配置図であ リ、 同図 ( b ) は対応する鼋流分布図である。 第 2 2図 （ a ) は 内周端子を 3個に増加した配置図であ り、 同図 （ b ) は 対応する電流分布図である。 第 2 2図 （ a ) のような配 置とする ことによ リ、 均一な鼋流分布が得られることが 解る。 この状態で切換装置 5 5 によ り使用する端子を切 換え移動させれば均一な回転鼋流場が得られる。 回転鼋 流場によ りセンサへジ ド 1 を動かすことなく、 構造部材 の斜めき裂の検出を容易に行なえる。
    [0052] 請求の範西の第 1項に記載の第 1発明によれば、 構造 部材の測定領域の形状等に起因する電流分布の不均一を 端子位置制御部によ りその不均一を打ち消す方向に変位 可能な紿鼋端子対を移動させて電流分布を前記形状等の 影響を受ける こ とな く均一にすることができるため、 表 面欠陥の有無及びその欠陥形状を精度よ く検出でき 、 欠 陷進展状態を高精度で観視するこ とが可能となる。
    [0053] 請求の範囲の第 3項に記載の第 2発明によれば、 複数 対の各給電端子対に供耠する電流値を電流制御部によ り 偭々 に制御して電流分布を均一化できるので、 第 1 発明 と同様の効果が得られる。
    [0054] 請求の範囲の第 4項に記載の第 3発明によれば、 電位 差測定端子対の測定查走領域を電流分布に基づいて定め 均一分布領域を走査領域とするものであるため、 高精度 で表面欠陥の検出をする ことができる。
    [0055] 請求範囲の第 8項に記載の第 4発明は次のよ う に実施 する こ と が出来る。
    [0056] 以下に第 4発明の一実施例を説明する。 第 2 3 図は第 4発明の配管のき裂監視装置の一実施例を示すもので、 第 2 4 図は配管のき裂監視装置の制御 · 測定 ， 演算シ ス テムの系統図である。 1 0 3 はコ ン ピュータ 、 1 0 4 は データ やプロ グラム を記憶させるためのハー ドディ スク 等の外部記憶装置、 1 0 2は C R Tである。 コ ン ビユー タ 1 0 3 はイ ンタ 一フェース 1 0 5や G P — I B イ ンタ — フ ェース 1 0 6 を介して計測装置を制御した り、 測定 値を取り込んで処理し、 結果を出力する。 第 2 3 図にお いて配管 1 0 1 の、 特に溶接部 1 1 9 の周辺には軸方向、 および周方向共に等間隔で直流電流供耠用と電位差測定 用を兼用した端子 1 2 0 がスポジ 卜溶接等によ リ取リ付 けてある。 端子 1 2 0は通常は耐酸化性材料である S U S 3 0 4や S U S 3 1 6、 あるいは 等の細線を使用 する。 端子 1 2 0 は第 2 3図には示してないが、 保温材 の内側に設けた通路を通して保温材の外に導き、 1本の ケーブル 1 2 1 に纏めて測定装置に接 される。 この場 合、 端子 1 2 0 は配線途中で配管 1 0 1や端子同士とは 絶緣されていなければならないので、 短い碍子管の仲を 通すとか、 端子表面を絶縁物で被 ¾しなければならない。 端子 1 2 0 を保温材の外側で束ねて 1本のケーブル内に 収めても良いが、 保温材の外側では温度が低いので、 通 常の多芯ケーブルと接続した方が良い。 なお、 端子 1 2 0 は全て耠電端子切り換え用マルチプレクサ一 1 0 9 と 2個の電位差測定端子切り換え用マルチプレクサ一 1 1 0， 1 1 1 の 3個のマルチプレクサ一に接続される。
    [0057] 複数の安定化直流電源 1 0 7 から供給される直流電流 はコ ン ピュータ 1 0 3 によ り、 インタ ーフェース 1 0 5 を介して制御される電流極性変換装置 1 0 8 によ り、 そ の極性を切 り換えられてマルチプレ クサ一 1 0 9 に供耠 され、 更に鼋流供給先が振り分けられて特定の端子 1 2 0 に鼋流が供紿される。 多数の端子 1 2 0 の間の電位差 は 1台、 または 2台のマルチプレクサ一 1 1 0 , 1 1 1 によ り測定する端子を切り換えられて微小電位差計 1 1 2 に接続されて測定される。 測定された電位差は G P — I B イ ンタ ー フエ一ス 1 0 6 を介してコ ン ピュータ 1 0 3 に転送される。 コ ンピュータ 1 0 3 は後述の方法によ り配管の軸方向、 周方向の電位差分布よ り き裂の形状を 判定する。 こ こで、 マルチプレ クサ一 1 0 9， 1 1 0， 1 1 1 および微小電位差計 1 1 2 は G P — I B イ ンタ ー フェース 1 0 6 ある いはイ ンタ ーフェース 1 0 5 を介 し てコ ン ピュータ 1 0 3 によ り制御されるものである。 第 2 5 図には配管外面における端子 1 2 0 の配置の展 開図を、 第 2 6 図には軸方向断面を示す。 一般に原子力 プラン トゃ化学プラン 卜における欠陥は応力腐食割れや 腐食疲労によるものである。 応力腐食割れは溶接部近傍 の引張残留応力が存¾する と こ ろに発生 し、 腐食疲労は 残留応力に加えて形状が不連続である溶接金属のルー ト 部に発生する。 そのため、 端子 1 2 0 の配置と しては溶 接部近傍という こ と になる。 応力腐食割れは溶接熱影響 部の周方向に発生するが、 稀に周方向に対して傾いて発 生する こ と がある。 第 4発明のポテンシャル法による欠 陥形状検出においてはできれば欠陥に対して垂直に電場 を形成し、 欠陥をはさんで電位差分布を測定しなければ な らない。 しかし、 オンライ ンで端子を固定して電位差 分布を測定する場合、 き裂がどの方向に発生するかは予 測できないので， 端子 1 2 0の配置と しては周方向およ び軸方向の雨方向の電位差分布を測定できるよう なもの と しなければならない。 その 1 つの方法が第 2 5図， 第 2 6 図に示した端子配置である。 第 2 5図では端子の位 置だけが示してある。 前述のよう にき裂は溶接熱影響部 付近に発生するので、 この領域をカバーするよう に端子 1 2 0 を軸方向に等間隔で配置する。 同じよう に周方向 にも全周に渡って端子 1 2 0 を等間隔で配置する。 即ち、 端子 1 2 0 をマ ト リ ク ス状に配置する。 このとき軸方向 の配置においては両端の端子は給鼋端子と してしか使用 しないので、 電場を均一にして測定するために隣の端子 とは配管の板厚以上の間隔を置いて設置した方が良い。 第 2 6 図では溶接金属 1 1 9 の上にも端子 1 2 0 が配 置してあるが、 溶接金属 1 1 9 にき裂が発生するこ とは ないので、 こ こには配置しなく とも良い また、 原子力 ブラン 卜の配管の場合、 定斯検査時に超音波探傷でき裂 が発見されても、 き裂が小さい場合には補修されること なく、 継続して使用されることがある。 破壤力学的手法 によ リ き裂の進展予測がなされておリ、 き裂が大き く進 展することはないが， しかし、 よ り安全性を高めるとい う ことで本方法によ リ き裂を監視して行く場合にはき裂 の周辺にた'け端子 1 2 0 を配置すれば良い。 電位差分布測定のフ ローチャー ト を第 2 7図に示す。 初めに、 マルチプレクサ一 1 0 9 を制御する こと によ り 配管の軸方向の雨端の耠鼋専用の端子に直流電流を供給 し、 配管の軸方向の電場を形成する。 次に、 多数の端子 間の電位差の測定である。 まず、 軸方向に隣り合った端 子間の電位差をマルチプレクサ一 1 ，. 0， 1 1 1 によ り 端子を切 り換えて測定する。 次に周方向に隣り合った端 子間の電位差を測定する。 軸方向と周方向の電位差を 1 回測定する と、 電流極性変換装置 1 0 8 によ り直流電流 の極性を切 り換えて、 再び軸方向と周方向の電位差を測 定する。 次に、 給電用のマルチプレ クサ一 1 0 9 を切 り 換えて周方向に電場を形成する。 例えば、 第 2 8 図に周 方向の一断面における端子配列を示したが、 初めに 1 8 0度向いあった Aと Cの端子から直流電流を供耠する。 給電端子の周辺では電位低下が顕著で、 電場が均一でな いので、 電位差を測定しても意味がない。 そのため、 鼋 .位差と しては第 2 8 図に示す例えば (D， ©， ©， ©， (7), (8), {1 3), d 4), (1 5)， (ί 6)， (l Ί) , ( 1 8)の端子間の電 位差を測定する。 次に A， Cの雨端子付近の電位差を測 定するために、 A， Cの端子とは 9 0度離れた Β と Dの 端子から直流電流を供給し、 （ )，（2)， ®， (l 0)，（1 1) , (ϊ 2 ， ί 9)， 2 0)の端子間の電位差を測定する。 この場 合にも供給する直流電流の極性を変えて、 十の電流を流 したとき、 一の電流を流したときの 2回測定したものの 振幅で評価する。 このよ うに耠鼋端子を切り換えるこ と により均一な電場における周方向全体の電位差分布を測 定するこ とが可能である。 測定された電位差は G Ρ— I Β ィ ンタ ーフェース 1 0 6 を通じてコ ン ピュータ 1 0 3 に転送され、 データ処理される。 鼋位差分布測定結果に 基づき、 き裂の形状を判定し、 判定されたき裂の形状を コンピュータ 1 0 3 の C R Τ面面上に表示すると共に、 プリ ンタに結果、 およびき裂形状のハー ドコ ピーを出力 させる。
    [0058] 軸方向と周方向の 2方向に電流を流す理由は前述した 通りであるが、 以下に詳細を記す。 今、 き裂が配管の軸 方向に平行に入っている場合、 軸方向に電流を流しても 電場は軸方向であるので電場はき裂によって乱されるこ とはないので、 測定される電位差分布はき裂がない場合 と全く 同じとな り、 き裂はないと判定されてしまう こと になる。 と ころが、 そのような配管の軸方向のき裂に対 して周方向に電流を流すと、 周方向電場はき裂によって 大き く乱されるため電位差分布が生じ、 その電位差分布 の乱れ方からき裂の大きさ を判定することができる。 も し、 き裂が配管の軸方向、 および周方向の雨方向に対し て煩いて発生した場合には両方向から電流を流して測定 された電位差分布からその僚きを含めて形状を判定する こ と が可能である。
    [0059] 今、 軸方向に電流を流している と き、 き裂が配管に発 生していなければ、 測定される電位差は軸方向の端子間 の電位差は一定であ り、 周方向の端子間の電位差は零で ある。 き裂が周方向に発生する と電流はき裂の先端を迂 回して流れるので、 配管の外側の方では電流密度が高く な り、 き裂をはさむ軸方向の端子間の電位差はき裂のな い所の端子間の電位差よ り も大きい値を取るよ う になる。 同時にき裂に平行な方向には電位分布が生 じるので、 周 方向の端子間の電位差は零よ り大き く なる。 従って、 単 純にはき裂がないと ころの電位差を基準電位差と して電 位差比が 1 . 0 よ り も大き く なつた端子間の間にき裂が ある と判断され、 き裂の発生位置と形状が電位差分布か ら判定するこ と が可能である。 また、 周方向の電位差が 零よ り大きい端子間にほぼ平行にき裂がある と判断され、 軸方向の隣の端子間の電位差との比較によ り、 上流側の 周方向の端子間の電位差が大きければ、 下流側にき裂が ある と判断され、 下流側の端子間の電位差が大きければ、 上流側にき裂がある と判断される。 ただし、 も しき裂が 軸方向に対して傾いている場合には電位差比が 1 よ リ も 大き く なつている端子間の中央を結んだ所にき裂がある と判断される。 第 2 9 図にき裂位置の判定方法を示す。 第 2 9 図で〇印は端子 1 2 0の位置を示し、 実線はき裂 位置を示している。 軸方向に鼋場を加えて電位差分布を 測定すると、 き裂をはさむ端子間の電位差が最も大き く なる。 その端子間のどの位置にき裂があるかは不明であ るから、 仮にその中央にあるとすると、 口印で示した位 置となる。 次に、 周方向に電場を加える と同様に◊印の 位置にある と判定される。 口印と◊印の両方を結んだ結 果を破線で示した。 第 2 9 図では 2例を示したが、 いず れの場合も実際のき裂位置と電位差分布から判定される き裂位置は大略一致する。
    [0060] き裂に沿った電位差分布からのき裂形状決定方法を以 下に示す。 表面き裂彤状決定法のフ ローチャートを第 8 図に示す。 予め、 汎用大型計算機によ り各種アスペク ト 比、 例えば、 a / c - 1 · 0 , 0 . 5 , 0 . 2 5 , 0 . 1 のき裂について電場を解析し、 き裂と反対側の表面の き裂面に垂直な方向の電位差分布をコンピュータ 1 0 3 の記憶装置、 または外部記憶装置 1 0 4に記億させてお く 。 記憶させる電位差分布の一例と してアスペク ト比 a / c = 0 . 5の各き裂深さに対する電位差分布を第 3 1 図に示す。 第 3 0國は板厚 t = 2 0 画の平板の中央にき 裂がある場合について F E Mによ り鼋場を解析して得ら れたものである。 板厚 t で基準化したき裂の深さ a t はき裂中央の最深点で 0 , 0 . 1 2 5 , 0 . 2 5 , 0 . 3 7 5 , 0 . 5 , 0 . 6 2 5 および 0 . 7 5である。 き 裂がない （ a t = 0 ) の場合には電位差はき裂からの 距離 z に比例する。 一方、 き裂がある場合にはき裂から 離れるにつれて電位差は段々大き く な リ、 ある程度離れ る と電位差増分はほぼ一定である。 これらの電位差分布 は n次近似してコ ン ピュータ 1 0 3、 または外部記憶装 置 4 に記憶させておく 。 き裂形状決定に当たっては最初 に測定されたき裂周辺の電位差分布から表面き裂長さ 2
    [0061] 0 * と最大電位差比マ マ。 111 3 ズ を求める。
    [0062] 一例と して第 3 2 図に F E Mで電場を解析して得られ たき裂周辺での電位差比分布を示す。 き裂のアスペク ト 比は a Z C = 0 . 2 5、 最大き裂深さは a = 1 2 . 5 nm
    [0063] ( a / t = 0 . 6 2 5 ) である。 き裂がない と ころでは 電位差はほぼ一定であ り、 そのよう な箇所の電位差を基 準電位差と して電位差比分布を示してある。 き裂のある と ころでは電位差は大き く なつており、 この部分の電位 差分布を n 次近似する。 近似曲線からき裂の最深点に対 応する最大の電位差比 V Z V。maXを決定する。 第 3 2図 の場合には V Z Vnmax l . 3 0 が得られた。 き裂と反 対側の表面における電位差分布においてはき裂先端近傍 では緩やかに電位差が増えるため、 き裂の先端を特定す る ことは困難である。 種々のアスペク ト比のき裂につい て電位差分布とき裂先端位置との関係を調べた結果、 最 大電位差比 V Z VQmax のピークの約 0 . 1 5付近にき 裂先端があることが分かった。 第 3 2図では V/ Vamax = 1 · 3 0であるので、 V/V。 = l + 0. 3 0 . 1 5 = 1. 04 5 と、 4次近似曲線との交点から表面にお けるき裂長さ 2 c * を求めると、 2 c = 1 1 0 nmが得ら れる。
    [0064] 次に、 第 3 1図に示した電位差分布から各種ァスぺク ト比 a / cのき裂に対する電位差比 VZV。 とき裂深さ a Z t の関係を作成するために電位差比 VZVQ とァス ぺク ト比 a / cの閧係を作成する。 この場合、 F E Mに よる電場解析では板厚 t = 2 O mの平板について解析し ているので、 測定端子間距離 dに対応した測定位置 d * における電位差比 V/Va とアスペク ト比 a / cの関係 を作成しなければならない。 従って、 被測定部材の扳厚 t *で補正された d * = d X 2 0 / t * の位置の各き裂 深さ a t に対する電位差を求めて電位差比 V/V。 と ァスぺク ト比 a / cの関係を第 3 3図のよう に作成する 電位差比 V/V。 とアスペク ト比 a Z cの関係は各 _き裂 深さ a / t 毎に II次近似してコンピュータ 1 0 3の記億 装置 1 0 4,に記憶させる。 次に、 電位差比 V/VQ とァ スぺク 卜比 a Z cの関係を用いてァスぺク ト比 a / c = 0. 5に対する電位差比 V/V。 とき裂深さ a / tの関 係のマスターカーブを第 34図のよう に作成する。 この 場合にも電位差比 V/V。 とき裂深さ a / tの関係は n 次近似、 例えば、 5次近似する。 このマスタ ーカーブに 電位差分布を 4次近似して得られた最大電位差比 V / V 0 m a X を代入してき裂深さ a * を求める。 次で、 板厚 補正した表面き裂長さ 2 c * ( = 2 c X 2 0 / t * ) に よ り き裂のァスぺク ト比 a * / c * を求め、 マスタ 一力 一ブのァスぺク 卜比 a / c と比較する。 両者が一致して いなければ、 改めて電位差比 V Z VQ とアスペク ト比 a / c の関係を用いてァスぺク ト比 a / c = a * / c * に 対する電位差比 V / Vn と き裂深さ a / t の関係のマス タ一カーブを作成し、 最大電位差比 V Z V。 m a X を代 入してき裂深さ a * を求める。 この作業を両者が一致す るまで、 例えば、 a / c と a * Z c * の差が 0 . 0 1以 下となるまで繰り返す。 一致したと きのアスペク ト比に 対する電位差比 V Z V。 と き裂深さ a / t の関係のマス タ一カーブに各測定位置における電位差比を代入するこ と によ り き裂全体の形状を決定するものである。 この場 合電位差比は各測定位置における電位差比を代入しても 良い し、 n 次近似した電位差比分布を代入しても良い。
    [0065] 第 3 2 図に示したき裂周辺の電位差分布について具体 的に計算した結果を示す。 板厚は t * == 2 0 . O ranであ リ、 測定端子間距離は d = 2 0 膽であるので、 d * = d X 2 0 / t * = 2 0 nmの位置における各アスペク ト比の 各き裂深さに対する電位差を求める。 但し、 き裂が測定 端子の中央に来るよう にして電位差を測定しているので、 z = d * 2 = 1 0腿 の位置の電位差を求め、 第 3 3図 のよう な電位差比 V / Va とアスペク ト比 a Z c の関係 を作成する。 これらの関係を用いて第 3 4図に示すよう にアスペク ト比 a c = 0 . 5 に対する電位差比 V / V 0 とき裂深さ a / t の関係のマスタ一カーブを作成する。 このカーブに最大電位差比 V / V。 m a x = 1 . 3 0 を代 入する と、 a * Z t = 0 . 7 6 となり、 a * = 1 5 . 2 imが得られる。 2 c * = 1 1 O mよ り き裂のァスぺク ト 比は a * c * = 1 5 . 2 / 5 5 = 0 . 2 7 6 となる。 そこで、 次に a / c = 0 . 2 7 6 に対するマスタ ー力一 ブを作成してき裂深さ を求めると、 a * = 1 2 . 8 6耐 が得られ、 a * Z c * =0.234となる。 再び、 a Z c = 0 . 2 3 4 に対するマスターカーブを作成してき裂深さ を求める と、 a * = 1 2 . 4 nmが得られ、 a * / c * - 0 . 2 2 5 とな り、 更に、 a / c = 0 . 2 2 5 に対する マスタ ーカーブを作成してき裂深さ を求める と、 a * = 1 2 . 3鵬が得られ、 a * / c * = 0 . 2 2 4 となり、 ァスぺク ト比がほぼ一致する。 このよう にして求めた表 面き裂形状と解析で使用 したき裂形状との対応を第 3 5 図に示す。 表面のき裂先端近傍の精度は多少惠いが、 そ こを除けば非常に良く一致している。
    [0066] ただし、 上述の方法ではき裂が電場に対して垂直にあ る場合に適用できるものであって、 第 2 9図のよう に傾 いているき裂に対してはそのまま適用できない。 そのよ うな場合には第 2 9図の口印と◊印の各点の座標点を最 小自乗法によ り直線近似して垂直方向に対する角度を求 める と共に、 両端座標からき裂長さ 2 c * を求める。 こ の時、 き裂の法線方向と電場方向とのなす角度を Θとす ると、 電位差比 V/V0' はき裂が電場に対して直角に ある と きの電位差比 VZV。 よ り も小さ く な リ 、 第一次 近似と しては VZV。' = V / V。 · cos®となる。 従つ て、 上述の方法でき裂形状を求める場合には測定された 電位差比 νζν0' を @で補正してマノ 。 =マ 。 ' Zcos®によ り評価することが必要である。 ただし、 Θ が 4 5 ° を超える と精度が惠く なるので、 Θが 4 5。 よ り も小さい方の電場についての測定値を使って判定する 方が良い。
    [0067] 以上述べたよ う に第 4発明の配管のき裂監視装置によ れば、 被検体面の検査部周辺に一方向と他方向に共に等 間隔でマ ト リ ク ス状に配置した測定端子によ り、 被検体 の両方向の電位差分布を測定するこ と によ り き裂の位置 および形状の検出ができるので、 被検体の健全性を精度 良く検査する こ と が可能である。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1 . 鼋流源と、 この鼋流源から部材表面に直流電流を供 給する耠鼋端子対と、 この給電端子対の内側の電位差を 測定する電位差測定端子対と、 この測定電位差信号に基 づいて表面欠陥を判定する欠陥判定部とからなる表面欠 陷検出装置において、 給電端子対を複数対で且つ変位可 能に形成すると共に該給鼋端子対の内側の電流分布に基 づいて当該耠鼋端子対を変位させて位置決めする端子位 置制御部を設けたこと を特徴とする表面欠陥検査装置。
    2 · 請求の範囲第 1項において、 多数の端子をマ ト リツ クス状に配設し、 耠鼋端子対を選定する前記端子を変え ることによ り変位可能とし、 他の端子の一部を電位差測 定端子対とする表面欠陥検査装置。
    3 . 電流源と、 この電流源から部材表面に直流電流を供 給する給電端子対と、 この給電端子対の内側の電位差を 測定する電位差測定端子対と、 この測定電位差信号に基 づいて表面欠陥を判定する欠陥判定部とからなる表面欠 陥検出装置において、 給電端子对を複数対に形成すると 共に該耠鼋対子対の内側の電流分布に基づいて各給電端 子対に供給する電流を変化させる鼋流制御部を設けたこ と を特徴とする表面欠陥検査装置。
    4 . 電流源と、 この電流源から部材表面に直流電流を供 給する耠鼋端子対と この耠鼋端子対の内側の電位差を測 定する電位差測定端子対と、 この測定電位差信号に基づ いて表面欠陥を判定する欠陥判定部とからなる表面欠陥 検出装置において、 給電端子対を複数対に形成する と共 に電位差測定端子対を変位可能に形成し、 該袷電対子対 の内側の電流分布が略均一な領域のみを電位差測定端子 対の測定走査領域と定める測定領域制御部を設けたこ と を特徴とする表面欠陥検査装置。
    5 . 請求の範囲第 4項において、 電位差測定端子対の一 方を固定端子、 他方を可動端子と した表面欠陥検査装置。
    6 . 請求の範囲第 4項において、 電位差測定端子対をマ ト リ ックス状に配置した表面欠陥検査装置。
    7 . 請求の範囲第 4項， 第 5項又は第 β項において、 給 電端子対を二重同心円状に配置し、 内外の各端子に逆極 性電流を供給する と共に内外の全端子の内で電流を供給 する端子及び電流値の組合せによ リ略均一な電流分布を 形成し、 電流が供給されている端子の相対配置及び電流 値を保持して全端子上を移動させて回転電流場を形成す る表面欠陥検査装置。
    8 . 被検査部材表面に相互に離間した 1組の耠鼋端子対 によ り直流電流を印加し、 該給電端子対の間において 1 組または複数組の電位差測定端子対を設けて電位差を測 定し、 該電位差から欠陥の形状を検出する方法において、 き裂が発生する恐れのある構造物の表面に給電端子と電 位差測定端子を兼用する端子をマ ト リ クス状に配置し、 耠電する端子と電位差を測定する端子を切リ換えて電位 差分布を測定することによ り き裂の発生位置と き裂の形 状を検出すること を特徴とする表面欠陥検査方法。
    9 . 請求の範西第 8項において、 給電端子と測定端子を 兼用する端子を配管外面に軸方向並びに周方向に平行と なるよ う にマ ト リ クス状に配置し、 軸方向の雨端に配置 した周方向の端子列の間に直流鼋流を印加し、 その中間 に配置してある端子間の軸方向に隣り合う端子間の電位 差分布を測定することによ リ周方向き裂の位置と形状を 検岀することを特徴とする表面欠陥検査方法。
    1 0 . 請求の範囲第 8項において， 軸方向に並んだ 1組 の端子列と、 それに対して 1 8 0度離れて前記端子列と 向い合う 1組の端子列との間に直流電流を印加し、 端子 間の周方向に隣り合う端子間の電位差分布を測定するこ と によ り軸方向き裂の位置と形状を検出することを特墩 とする表面欠陥検査方法。
    1 1 . 特許請求の範囲第 1 0項において、 軸方向に鈸ん だ 1組の端子列と、 それ 対して 1 8 0度離れて前記端 子列と向い合う 1組の端子列との間に直流電流を印加し 直流電流を供給する端子とその膦リの端子との間の電位 差を除いて周方向に隣り合う端子間の電位差分布を測定 し、 前記直流電流を供耠する端子列とは互いに 9 0度離 れた 2組の端子列の間に直流電流を印加して、 直流電流 を供給する端子とその膦リ の端子との間の電位差を除い て周方向に隣り合う端子間の電位差分布を測定刷る こ と によ り均一な電場における周方向の電位差分布を測定す る こ と によ リ軸方向き裂の位置と形状を検出する こ と を 特徴とする表面欠陥検査方法。
    1 2 . 請求の範囲第 8項から第 1 2項迄のいずれか一項 において、 軸方向の両端の端子列から直流電流を印加し て軸方向に隣り合う端子間の電位差を測定し、 周方向の 端子列の間に直流電流を印加して周方向に隣り合う端子 間の電位差を測定し、 軸方向及び周方向の電位差分布か ら軸方向あるいは周方向に対して傾いたき裂の形状を検 出する こ と を特徴とする表面欠陥検査方法。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    DE3751702D1|1996-03-21|
    EP0289615A1|1988-11-09|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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