Eddy Current Testing Using Square-wave Inverter for Thickness Inspection of Steel Plate

Abstract

Eddy current testing (ECT) usually employs a sinusoidal current that flows through an excitation coil. If a square wave instead of a sinusoidal wave is used for excitation, i.e., a square-wave inverter instead of linear amplifiers is used for an ECT system, a handheld ECT system can be developed and the cost can be reduced. In this study, we developed a lowfrequency ECT (LF-ECT) system with a square-wave inverter to determine whether an inverter is applicable to estimating the thickness of a thick steel plate in the range from 6 to 19 mm. The developed ECT system has a differential excitation coil and a pickup coil, and these coils are arranged on the steel plate. A square-wave voltage is applied to the excitation coil, and the voltage of the pickup coil is measured. Subsequently, the mutual equivalent resistance and inductance are calculated. Results indicate that the fundamental component of the resistance increases with the thickness when the frequency is approximately 4 Hz. Furthermore, we determined whether the harmonic signals generated by the inverter are also useful. Results indicate that the harmonic components of the resistance also tend to increase with a sufficiently small increase in thickness, i.e., ≤12 mm. This implies that surface and back-surface defects can be simultaneously obtained.

Imaging of Permeability Change of Steel Plate Using Rectangular Wave Eddy Current Testing

“…によって定量的に評価される 4) 。これらの試験は特定のサ イズの試験体で行われるものであり，また，材料特性がそ の試験体全体で均一であると仮定して計測を行う手法で ある。ところが，圧力 [5][6][7][8][9][10][11] や残留応力 [12][13][14] ，熱 [15][16][17] など種々 の要因で磁気特性(透磁率)は局所的に変化するため，磁 気特性の空間的な分布をイメージングする技術が求めら れる。例えば，変圧器やモーターなどではせん断 18) やかし め 19,20) などによる鉄心磁気特性劣化が知られており，電磁 鋼板が加工され組み上がった状態の物に対して磁気特性を イメージングできることが望ましい。また，モーター等に は電磁鋼板以外にも交流磁気特性に優れた軟磁性材料であ る圧粉磁心 21,22) も使われていることから，厚みのある磁性 材料の磁気特性をイメージングできることが期待される。 局所的な磁気特性を定量的に計測する代表的な方法として 探針法 23,25) があるが，接触が必要であること，また，電磁 鋼板の場合は表面にある絶縁膜を破って計測しなければな らない等の問題がある。 一方，導電率や透磁率等の電磁気特性の変化(不連続部， きず)を非接触で捉える方法として，渦電流探傷試験と呼 ばれる非破壊試験法がある 26,27) 。一般的には渦電流探傷試 験は正弦波励磁により試験を行うが，多数の情報を一度に 得るために，複数の試験周波数を同時に使用する多重周波 数渦電流探傷試験 26,27) がある。さらに，その多重周波数渦 電流探傷試験をより簡便に行える方法として，正弦波では なく矩形波で励磁する， 矩形波渦電流探傷試験 [28][29][30]…”