BR112012016679B1

BR112012016679B1 - sensor de sonda de medida de corrente parasita e método de inspeção

Info

Publication number: BR112012016679B1
Application number: BR112012016679A
Authority: BR
Inventors: Yamamoto Takanari
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2019-12-17
Also published as: CN102713598B; US8947079B2; EP2524210A1; WO2011086414A1; WO2011086414A8; CN102713598A; JP2011145176A; BR112012016679A2; JP4905560B2; US20130009632A1; EP2524210B1; KR101388773B1; KR20120092716A

Abstract

sensor de medida de corrente parasita e método de inspeção usando o sensor de medida de corrente parasita. um sensor de teste de medida de corrente parasita (100) tem uma parte de excitação (20) e uma parte de detecção (30). a parte de excitação (20) inclui uma parte de excitação primária, que inclui um núcleo principal (21), formado de um corpo magético cilíndrico, e uma bobina principal (22), que é uma bobina de solenoide enrolada em uma direção circunferencial em torno do núcleo principal (21), e várias partes de excitação secundárias, que incluem subnúcleos (25), formados de corpos magnéticos cilíndricos, que são dispostos em torno da parte de excitação primárica, de uma maneira tal que uma direção axial de cada subnúcleo (25) é igual a uma direção axial do núcleo principal (21). as várias partes de excitação secundárias são configuradas para que sejam capazes de varias independentemente a posição de cada subnúcleo (25), na direção axial do núcleo principal relativa à parte de excitação primária.

Description

SENSOR DE SONDA DE MEDIDA DE CORRENTE PARASITA E MÉTODO DE INSPEÇÃO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A invenção se refere a um sensor de medida de corrente parasita e a um método de inspeção usando esse sensor de medida de corrente parasita. Mais particularmente, a invenção se refere a um sensor de medida de corrente parasita, que aperfeiçoa a precisão de inspeção em inspeção de corrente parasita, e um método de inspeção usando esse sensor de medida de corrente parasita.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA [002] Aço, que tenha sido endurecido por indução (a seguir, referido simplesmente como aço), no qual metal (material condutor) é endurecido por aquecimento por indução em alta frequência, é usado em peças mecânicas, tais como peças debaixo de veículo e peças de motor de automóveis e motocicletas. Com relação à profundidade de camada endurecida de endurecimento superficial (a seguir, também referida como profundidade de endurecimento) e à dureza no endurecimento por indução de aço, a profundidade de camada endurecida efetiva e a profundidade de camada endurecida total são padronizadas. Portanto, é necessário medir e avaliar a profundidade de endurecimento e a dureza, para garantir a qualidade do aço.

[003] A profundidade de endurecimento e a dureza do aço são avaliadas por corte de uma parte do aço, como uma amostra, e medida do comprimento seccional com qualquer um de uma gama de calibres de dureza, tal como um aparelho de teste de dureza Vickers. No entanto, com esse método de inspeção destrutiva, o aço, usado como a amostra, é descartado, o que acarreta um aumento nos custos de material. Também, além das inspeções serem mais longas, uma inspeção de 100% em uma linha é difícil, de modo que o aço pode terminar sendo movimentado para o processo seguinte, sem que os defeitos, que ocorrem esporadicamente, sejam detectados.

[004] A publicação do pedido de patente japonesa de n° 2009-31224 (JP-A-200931224) e a publicação do pedido de patente japonesa de n° 2009-47664 (JP-A-2009-47664) descrevem a tecnologia para medida da profundidade de endurecimento e da dureza do aço, usando uma inspeção do tipo de corrente parasita, que é uma inspeção não destrutiva. Nessa inspeção do tipo de corrente parasita, um campo magnético de corrente alternada é gerado por movimentação de uma bobina de excitação, conduzindo corrente alternada, próxima do aço. Esse campo magnético de corrente alternada produz uma corrente parasita no aço. Uma bobina de detecção detecta então um campo de indução, induzido por essa corrente parasita. Isto é, essa inspeção do tipo de corrente parasita possibilita que se meça quantitativamente a profundidade de endurecimento e a dureza de aço com uma inspeção

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2/31 de 100% e em um curto período de tempo, sem descarte de aço. Essa inspeção do tipo de corrente parasita é também usada para teste de detecção de defeito, para a detecção de defeitos, tais como fendas na superfície do objeto sendo inspecionado, e teste de discriminação de material estranho, para detecção de material estranho no objeto sendo inspecionado, além de teste de medida de profundidade de endurecimento / dureza, para medir a profundidade de endurecimento e a dureza de aço descrito acima.

[005] Com relação à condutividade de aço, há uma diferença entre o material de base e a martensita, que ocorre na camada endurecida. Portanto, no teste de medida de profundidade de endurecimento / dureza descrito acima, se o aço for medido por uso de um sensor de corrente parasita, a tensão (isto é, a amplitude) detectada pela bobina de detecção varia, na medida em que a profundidade de endurecimento varia, e a tensão, detectada pela bobina de detecção, diminui monotonicamente na medida em que a profundidade da camada endurecida aumenta, de modo que a profundidade de endurecimento do aço pode ser medida por uso desse fenômeno.

[006] Por exemplo, a tecnologia descrita na JP-A-2009-31224 é configurada para inspecionar a profundidade de endurecimento de uma peça de eixo de um componente de eixo, usando uma bobina circundante (isto é, uma bobina anular). A bobina circundante tem um campo magnético mais forte do que uma bobina de teste, e a distância para o aço não precisa ser controlada com precisão, o que a torna adequada para o teste de medida de profundidade de endurecimento / dureza. No entanto, o diâmetro da circunferência interna, que é a parte de medida da bobina circundante, é fixado, de modo que a taxa de enchimento da parte medida, com relação à bobina circundante (isto é, a razão da área da seção transversal da parte medida do aço para a área da seção transversal periférica da bobina circundante) varia, dependendo do diâmetro externo da parte medida do aço. A precisão de inspeção da inspeção do tipo de corrente parasita diminui exponencialmente, na medida em que a taxa de enchimento diminui. Portanto, com a técnica relacionada, a precisão de inspeção difere devido ao diâmetro externo do aço, que varia em cada parte medida. Também, o aço, que é o objeto sendo inspecionado, precisa ser inserido pela bobina circundante, de modo que a amplitude de aplicação dessa tecnologia é limitada a componentes de eixo, com um diâmetro externo substancialmente constante. Isto é, a inspeção é difícil de conduzir em um componente no qual o diâmetro externo varia significativamente, tal como, por exemplo, um eixo de manivela.

[007] A tecnologia descrita no JP-A-2009-47664, descrita acima, é configurada para medir a profundidade de endurecimento de aço, usando uma bobina de teste. Com o teste de medida de profundidade de endurecimento / dureza, a razão de componentes de sinais detectados para os componentes de ruído é mais baixa do que com o teste de detecção de falha ou teste de discriminação de material estranho, de modo que uma maior precisão de

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3/31 inspeção pode ser obtida. No entanto, a bobina de teste tem um campo magnético mais fraco, e a distância para o aço deve ser controlada com precisão, de modo que, ainda que adequado para teste de detecção de falha e teste de discriminação de material estranho, é difícil usar o teste de medida de profundidade de endurecimento / dureza.

[008] Ainda mais, com a bobina de teste de acordo com a técnica relacionada, o campo magnético no mecanismo é incapaz de ser alargado ou deslocado para um lado, de modo que é difícil controlar adequadamente o espalhamento e a direção, e assemelhados, do campo magnético. Além do mais, também no teste de falha com a bobina de teste, um denominado efeito de orla, no qual um sinal de defeito acaba sendo enterrado em um sinal de orla, em uma parte de entrada do aço, limita bastante a faixa inspecionável e as partes que podem ser inspecionadas, e assemelhados, de modo que a redução desse efeito de orla, em medidas de corrente parasita, usando uma bobina de teste, ficou sendo uma consequência.

RESUMO DA INVENÇÃO [009] A invenção proporciona um sensor de medida de corrente parasita, que é capaz de conduzir um teste de medida de profundidade de endurecimento / dureza, com alta precisão de detecção por um campo magnético forte de uma bobina de teste, mesmo quando da inspeção de um componente endurecido por indução, tendo um diâmetro externo, que varia significativamente, e que reduz um efeito de orla por controle adequado do espalhamento e da direção, e assemelhados, do campo magnético, bem como a um método de inspeção usando esse sensor de medida de corrente parasita.

[0010] Um primeiro aspecto da invenção se refere a um sensor de sonda de medida de corrente parasita, com uma parte de excitação e uma parte de detecção. A parte de excitação: (i) inclui uma parte de excitação primária, que inclui um núcleo principal, formado de um corpo magnético cilíndrico, e uma bobina principal, que é uma bobina de solenoide enrolada em uma direção circunferencial em torno do núcleo principal, e uma pluralidade de partes de excitação secundárias, que incluem subnúcleos, formados de corpos magnéticos cilíndricos, que são dispostos em torno da parte de excitação primária, de uma maneira tal que uma direção axial de cada subnúcleo é igual a uma direção axial do núcleo principal, a pluralidade de partes de excitação secundárias sendo configuradas para variar independentemente a posição de cada subnúcleo, na direção axial do núcleo principal relativa à parte de excitação primária; e ii) aplica um sinal de excitação de corrente alternada predeterminado a um componente a ser medido. A parte de detecção detecta um sinal de detecção, de acordo com uma corrente parasita do componente a ser medido, ao qual o sinal de excitação de corrente alternada predeterminado foi aplicado.

[0011] No sensor do primeiro aspecto, cada uma das partes de excitação secundárias pode incluir uma sub-bobina, que é uma bobina de solenoide, que é enrolada em uma

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4/31 direção circunferencial em torno do subnúcleo, e cada uma das partes de excitação pode ser configurada de modo que uma direção do fluxo magnético, que é gerado na bobina principal da parte de excitação primária e penetra no núcleo principal, é oposta a uma direção do fluxo magnético, que é gerado na sub-bobina de cada uma das partes de excitação secundárias e penetra no subnúcleo.

[0012] No sensor estruturado como descrito acima, a parte de excitação primária pode ser configurada para variar independentemente as posições relativas da bobina principal e do núcleo principal, na direção axial do núcleo principal.

[0013] No sensor estruturado como descrito acima, a parte de detecção pode incluir uma pluralidade de bobinas de detecção, dispostas radialmente centralizadas em torno de uma parte axial da parte de excitação primária, e a pluralidade de bobinas de detecção podem ser todas, independente e seletivamente, produzidas de modo a serem reconhecidas ou ignoradas com relação à detecção do sinal de detecção.

[0014] No sensor estruturado como descrito acima, a parte de detecção pode incluir uma pluralidade de bobinas do tipo panqueca ou uma pluralidade de bobinas planas, que são dispostas por toda uma superfície de extremidade de ponta da parte de excitação, e a superfície de extremidade de ponta pode ser uma superfície na parte lateral do componente a ser medido.

[0015] No sensor estruturado como descrito acima, a parte de detecção pode incluir uma pluralidade de bobinas de solenoide verticais, dispostas em posições em uma superfície de extremidade de ponta da parte de excitação, que são opostas à parte de excitação primária e à parte de excitação secundária, de uma maneira tal que uma direção axial de cada da pluralidade de bobinas de solenoide verticais é igual à direção axial do núcleo principal, e uma pluralidade de bobinas de solenoide horizontais dispostas em posições na superfície da extremidade de ponta da parte de excitação, que ficam entre a parte de excitação primária e a parte de excitação secundária, de uma maneira tal que a direção axial de cada uma da pluralidade de bobinas de solenoide horizontais é perpendicular ao eixo do núcleo principal.

[0016] No sensor estruturado como descrito acima, a parte de detecção pode incluir uma pluralidade de bobinas de detecção, que são dispostas adjacentes às partes de excitação secundárias e na parte externa das partes de excitação secundárias, em uma direção radial do núcleo principal.

[0017] No sensor estruturado como descrito acima, o sinal de excitação de corrente alternada pode ser um campo magnético, que é gerado por aplicação de uma tensão de corrente alternada predeterminada à bobina principal, e o sinal de detecção pode ter uma tensão induzida pela corrente parasita.

[0018] Um segundo aspecto da invenção se refere a um método de inspeção, que

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5/31 inclui: inspecionar um componente a ser medido por execução de uma medida de corrente parasita, usando um sensor de sonda de medida de corrente parasita, dotado com uma parte de excitação, que: (i) inclui uma parte de excitação primária, que inclui um núcleo principal, formado de um corpo magnético cilíndrico, e uma bobina principal, que é uma bobina de solenoide enrolada em uma direção circunferencial em torno do núcleo principal, e uma pluralidade de partes de excitação secundárias, que incluem subnúcleos, formados de corpos magnéticos cilíndricos, que são dispostos em torno da parte de excitação primária, de uma maneira tal que uma direção axial de cada subnúcleo é igual a uma direção axial do núcleo principal, a pluralidade de partes de excitação secundárias sendo configuradas para variar independentemente a posição de cada subnúcleo, na direção axial do núcleo principal relativa à parte de excitação primária; e ii) aplica um sinal de excitação de corrente alternada predeterminado a um componente a ser medido; e uma parte de detecção, que detecta uma tensão induzida por uma corrente parasita, que é gerada no componente a ser medido, ao qual o campo magnético foi aplicado.

[0019] A invenção possibilita conduzir um teste de medida de profundidade de endurecimento / dureza por meio de um forte campo magnético de uma bobina de teste, mesmo quando a inspeção de um componente endurecido por indução, tendo um diâmetro externo que varia significativamente, e reduzir um efeito de orla por controle adequado do espalhamento e da direção, e assemelhados, do campo magnético.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0020] Os objetos, aspectos e vantagens mencionados acima e outros da invenção vão ficar evidentes da descrição apresentada a seguir das concretizações, com referência aos desenhos em anexo, em que números iguais são usados para representar elementos iguais, e em que:

a Figura 1 é um gráfico mostrando as relações entre o estado da camada na direção da profundidade, a dureza e a permeabilidade magnética de um elemento endurecido;

a Figura 2 é uma vista mostrando um formato de quadro da estrutura de um aparelho para executar uma medida de corrente parasita, de acordo com uma concretização da invenção;

a Figura 3 é um gráfico mostrando a relação entre o sinal de excitação de corrente alternada e um sinal de detecção na medida de corrente parasita;

a Figura 4 é um diagrama esquemático da estrutura de um sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma primeira concretização da invenção;

a Figura 5A é um diagrama seccional tomado ao longo da linha IVA - IVA na Figura 4, e a Figura 5B é um diagrama seccional tomado ao longo da linha IVB - IVB na Figura 4;

a Figura 6 é um diagrama esquemático de um primeiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a primeira concretização;

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6/31 a Figura 7 é um diagrama esquemático de um segundo exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a primeira concretização;

a Figura 8 é um diagrama esquemático de um terceiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a primeira concretização;

a Figura 9 é um diagrama esquemático de um quarto exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a primeira concretização;

a Figura 10 é um diagrama esquemático de um quinto exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a primeira concretização;

a Figura 11 é um diagrama esquemático da estrutura de um sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma segunda concretização da invenção;

a Figura 12A é um diagrama seccional tomado ao longo da linha XIIA - XIIA na Figura 11, e a Figura 12B é um diagrama seccional tomado ao longo da linha XIIB - XIIB na Figura 4;

a Figura 13 é um diagrama esquemático de um primeiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a segunda concretização;

a Figura 14 é um diagrama esquemático de um segundo exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a segunda concretização;

a Figura 15A é um diagrama seccional de um terceiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a segunda concretização; e a Figura 15B é uma vista seccional tomada ao longo da linha XVB - XVB na Figura 15A;

a Figura 16 é um diagrama esquemático de um primeiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma terceira concretização;

a Figura 17 é um diagrama esquemático de um segundo exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma terceira concretização;

a Figura 18 é um diagrama esquemático de um terceiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma terceira concretização;

a Figura 19A é um diagrama seccional de um terceiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com a terceira concretização; e a Figura 19B é uma vista seccional tomada ao longo da linha XIXB - XIXB na Figura 19A;

a Figura 20A é um diagrama seccional de um terceiro exemplo do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma quarta concretização da invenção; e a Figura 20B é uma vista seccional tomada ao longo da linha XXB - XXB na Figura 20A; e a Figura 21 é um diagrama esquemático da estrutura de um sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma quinta concretização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES [0021] Nas concretizações da invenção, um sensor de medida de corrente parasita é formado por uma pluralidade de bobinas de excitação, que são partes de excitação, e uma

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7/31 pluralidade de bobinas de detecção, que são partes de detecção. Essas concretizações tentam expandir a gama de aplicação de medida de corrente parasita por variação do método de disposição e conexão dessas bobinas. A seguir, as concretizações da invenção vão ser descritas. Eventualmente, nas concretizações da invenção, um caso no qual a medida de corrente parasita, por um sensor de medida de corrente parasita, é usada para inspecionar a qualidade de endurecimento (isto é, a profundidade de endurecimento e a dureza de endurecimento) de um componente endurecido por endurecimento por indução ou assemelhados, isto é, um caso no qual a qualidade de endurecimento de um componente endurecido, que é o objeto a ser medido, é inspecionada por execução de uma medida de corrente parasita, usando um sensor de medida de corrente parasita, vão ser descritas como o exemplo principal.

[0022] A Figura 1 é um gráfico mostrando as relações entre o estado de camada na direção da profundidade (isto é, a distância da superfície), a dureza, e a permeabilidade magnética de um elemento endurecido, que é aço (tal como S45C), que foi endurecido. A estrutura organizacional geral do elemento endurecido é tal que uma camada endurecida 1, que é uma parte no lado da superfície, que foi endurecido, é formada separada de uma camada de base 2, que é uma parte do material de base por uma camada limite 3, como mostrado na Figura 1. Com referência a uma curva de variação de dureza 4, a camada endurecida 1 e a camada de base 2 têm diferentes durezas, com a dureza da camada endurecida 1 sendo maior do que a dureza da camada de base 2. Na camada limite 3, a dureza diminui gradualmente da camada endurecida 1 para a camada de base 2. Os exemplos específicos das durezas são, quando expressas em termos de dureza Vickers (Hv), uma Hv de 600 a 700 na camada endurecida e uma Hv de aproximadamente 300 na camada de base 2.

[0023] Enquanto isso, com referência a uma curva de variação de permeabilidade magnética 5, a variação em permeabilidade magnética, com relação à distância da superfície do elemento endurecido, é substancialmente inversamente proporcional à variação em dureza, com relação à distância da superfície do elemento endurecido. Isto é, com a permeabilidade magnética, a permeabilidade magnética da camada endurecida 1 é inferior à permeabilidade magnética da camada de base 2, e na camada limite 3, a permeabilidade magnética aumenta gradualmente do lado da camada endurecida 1 para o lado da camada de base 2. A medida de corrente parasita, de acordo com essa concretização, usa esse tipo de relação entre a dureza e a permeabilidade magnética com relação à distância da superfície do elemento endurecido.

[0024] Um esboço (isto é, o princípio de medida) da estrutura de um aparelho para conduzir uma medida de corrente parasita, de acordo com uma concretização da invenção, vai ser descrito com referência à Figura 2. Como mostrado na Figura 2, na medida de corrente parasita, um sensor de medida de corrente parasita 9, que tem uma bobina de excita

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8/31 ção 7, que é uma parte de excitação, e uma bobina de detecção 8, que é uma parte de detecção, é colocado em uma posição predeterminada com relação a uma parte medida 6a de um mecanismo (isto é, um corpo magnético) 6, que é o componente a ser medido. Nesse tipo de estrutura, um campo magnético é gerado em torno da bobina de excitação 7, quando corrente é fornecida à bobina de excitação 7. Por conseguinte, uma corrente parasita é produzida próxima da superfície da parte medida 6a do mecanismo 6, que é um corpo magnético, por indução eletromagnética (ver a seta C1 na Figura 2). Na medida em que a corrente parasita é produzida na superfície da parte medida 6a, o fluxo magnético penetra na bobina de detecção 8, e, por conseguinte, a tensão induzida é gerada na bobina de detecção 8. Essa tensão induzida é medida pela bobina de detecção 8.

[0025] Ambas as extremidades (isto é, ambos os terminais) da bobina de excitação 7 são conectados a uma fonte de energia de corrente alternada (CA) 10. A fonte de energia AC 10 aplica um sinal de excitação de corrente alternada (CA) predeterminado (isto é, um sinal de tensão de corrente alternada para indução) V1 na bobina de excitação 7. Ambas as extremidades (isto é, ambos os terminais) da bobina de detecção 8 são conectados a um dispositivo de medida 11. O dispositivo de medida 11 detecta a grandeza de um sinal de detecção (isto é, um sinal de tensão indicativo da tensão induzida), obtido da bobina de detecção 8, quando o sinal de excitação CA V1 é aplicado da fonte de energia CA 10 à bobina de excitação 7, e uma diferença de fase (isto é, um retardamento de fase) φ (ver a Figura 3) de um sinal de detecção V2 com relação ao sinal de excitação CA V1. Nesse caso, o sinal de excitação CA V1 (uma forma de onda) é aplicado ao dispositivo de medida 11, como uma detecção de fase amplificada, para detectar a diferença de fase φ.

[0026] O sinal de detecção V2, detectado pela bobina de detecção 8, reflete a permeabilidade magnética da parte medida 6a (isto é, o mecanismo 6). Isto é, quando da permeabilidade magnética da parte medida 6a aumenta, o fluxo magnético, que acompanha a geração da corrente parasita, descrita acima, aumenta, e, desse modo, o sinal de detecção V2 aumenta. Contrariamente, quando a permeabilidade magnética da parte medida 6a diminui, o fluxo magnético, que acompanha a geração da corrente parasita, descrita acima, diminui, e, desse modo, o sinal de detecção V2 diminui. Para quantificar (isto é, digitalizar) o sinal de detecção V2, com base nessa corrente parasita, o foco é colocado em um valor de amplitude Y, que é um valor indicativo da grandeza do sinal de detecção V2, e um valor X (+ Y cos φ), que é um valor atribuído à diferença de fase φ do sinal de detecção V2, com relação ao sinal de excitação CA V1, como mostrado na Figura 3. Por conseguinte, fica evidente o que é apresentado a seguir.

[0027] Primeiro, há uma correlação entre o valor de amplitude Y do sinal de detecção V2 e a dureza da superfície endurecida (isto é, a dureza da parte que foi endurecida). Isto é, há uma relação na qual a permeabilidade magnética é alta, quando a dureza da su

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9/31 perfície endurecida é baixa, como é evidente da comparação da curva de variação de dureza 4 e a curva de variação de permeabilidade magnética 5 na Figura 1. Quando a permeabilidade magnética é alta, o fluxo magnético, gerado quando o sinal de excitação CA V1 é aplicado à bobina de excitação 7 aumenta, de modo que a corrente parasita, induzida na superfície da parte medida 6a, também aumenta. Por conseguinte, o valor de amplitude Y do sinal de detecção V2, detectado pela bobina de detecção 8, também aumenta. Portanto, contrariamente, o fluxo magnético, que é gerado pela corrente parasita e penetra na parte medida 6a, isto é, a permeabilidade magnética, pode ser derivado do valor de amplitude Y do sinal de detecção V2, detectado pela bobina de detecção 8. Consequentemente, a dureza da superfície endurecida pode ser obtida da relação entre a curva de variação de dureza 4 e a curva de variação de permeabilidade magnética 5, mostradas na Figura 1.

[0028] A seguir, há uma correlação entre o valor X, que é atribuído à diferença de fase φ do sinal de detecção V2, com relação ao sinal de excitação CA V1, e a profundidade de endurecimento (isto é, a profundidade da camada endurecida). Isto é, na medida em que a profundidade de endurecimento aumenta, isto é, na medida em que a camada endurecida 1 que foi endurecida, do elemento endurecido, aumenta, a faixa baixa da permeabilidade magnética aumenta na direção da profundidade, e o retardamento de fase do sinal de detecção V2, com relação ao sinal de excitação CA V1, aumenta. Por conseguinte, a profundidade de endurecimento é obtida da grandeza do valor, que é atribuído à diferença de fase φ.

[0029] Em medida de corrente parasita, para inspecionar a qualidade de endurecimento de um componente endurecido, de acordo com um princípio de medida, tal como aquele descrito acima, um sensor de medida de corrente parasita, que tem uma bobina de excitação e uma bobina de detecção, é usado, como descrito acima. A seguir, a estrutura do sensor de medida de corrente parasita, de acordo com as concretizações da invenção, vai ser descrita.

[0030] Primeiro, um sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com uma primeira concretização da invenção, vai ser descrito com referência às Figuras 4 a 10. Eventualmente, neste relatório descritivo, o lado superior 4 vai ser referido como acima, o lado inferior na Figura 4 vai ser referido como abaixo, o lado direito na Figura 4 vai ser referido como direito, e o lado esquerdo na Figura 4 vai ser referido como o esquerdo. Além do mais, o lado no sentido da superfície do papel, no qual a Figura 4 é desenhada, vai ser referido como o frontal, e o lado distante da superfície, na direção da profundidade do papel, no qual a Figura 4 é desenhada, vai ser referido como o posterior. Também, para simplificar a descrição, nas Figuras 4 e 6 - 10, apenas os subnúcleos 25, nas extremidades esquerda e direita, são mostrados; todos os outros subnúcleos 25 são omitidos.

[0031] Como mostrado nas Figuras 4 e 5, o sensor de sonda de medida de corrente parasita 100, de acordo com esta concretização, tem uma parte de excitação 20 e uma parte

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10/31 de detecção 30. A parte de excitação 20 aplica um sinal de excitação CA predeterminado (isto é, o sinal de excitação CA V1) a um mecanismo W, que é o componente a ser medido, como descrito acima. A parte de detecção 30 detecta um sinal de detecção (isto é, o sinal de detecção V2) como a tensão induzida, que é induzida pelo campo magnético gerado por uma corrente parasita, do mecanismo W, ao qual o sinal de excitação CA é aplicado.

[0032] A parte de excitação 20 inclui uma parte de excitação primária e uma parte de excitação secundária. A parte de excitação primária inclui um núcleo principal cilíndrico 21, formado de material magnético com alta permeabilidade magnética, tal como ferrita ou permalói, e uma bobina principal 22, que é uma bobina de solenoide enrolada na direção circunferencial, em torno da bobina principal 21. Também, ambas as extremidades (isto é, ambos os terminais) da bobina principal 22 são conectadas a uma fonte de energia CA, não mostrada. Isto é, a bobina principal 22 é uma bobina de excitação, para aplicar um sinal de excitação CA predeterminado ao mecanismo W, e o núcleo principal 21 intensifica o campo magnético gerado pela bobina principal 22.

[0033] Enquanto isso, a parte de excitação secundária inclui subnúcleos cilíndricos 25, dispostos em torno do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, que formam a parte de excitação primária, com a direção axial de cada um dos subnúcleos 25 sendo igual à direção axial do núcleo principal 21. Os subnúcleos 25 são feitos de material magnético com alta permeabilidade magnética, tais como ferrita ou permalói. Nessa concretização, dez dos subnúcleos 25 são dispostos em torno da parte de excitação primária, como mostrado na Figura 5A, mas o número de subnúcleos 25 não é limitado a dez.

[0034] O núcleo principal 21, a bobina principal 22 e cada um dos subnúcleos 25 são todos dispostos nas extremidades de ponta de hastes separadas, não mostradas, que se estendem na direção da extremidade de ponta (isto é, na direção no sentido do lado do mecanismo W) do sensor de medida de corrente parasita 100, dentro da parte de excitação 20. Cada uma das hastes é capaz de deslizar na direção axial dentro do sensor de medida de corrente parasita 100. Isto é, o núcleo principal 21, a bobina principal 22 e cada um dos subnúcleos 25 são todos capazes de alterar independentemente as posições entre si, na direção axial na parte de excitação 20 (ver as Figuras 6 a 10).

[0035] A parte de detecção 30 inclui uma pluralidade de bobinas de detecção 31, que são bobinas do tipo de panqueca, disposta por toda a superfície de extremidade de ponta (a superfície no lado do mecanismo W) da parte de excitação 20, como mostrado na Figura 5B. Também, todas as bobinas de detecção são conectadas em ambas as extremidades (isto é, em ambos os terminais) a um dispositivo de medida, não mostrado. Isto é, cada bobina de detecção 31 gera um sinal de detecção, como a tensão induzida, que é induzida pelo campo magnético gerado pela corrente parasita do mecanismo W, ao qual o sinal de excitação CA é aplicado (a seguir, esse sinal vai também ser simplesmente referido como

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11/31 um sinal de detecção). Eventualmente, nessa concretização, as bobinas do tipo de panqueca são usadas como as bobinas de detecção 31, mas bobinas planas também podem ser usadas.

[0036] Quando da execução de uma medida de corrente parasita, usando o sensor de medida de corrente parasita 100, estruturado como descrito acima, tensão é aplicada à bobina principal 22 pela fonte de energia CA. A presente corrente escoa, como mostrado, pela seta a nas Figuras 4 e 5A pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (isto é, na direção no sentido do lado do mecanismo W) é gerado dentro da bobina principal 22 (ver a seta a11 na Figura 6), de acordo com a regra do saca-rolhas. Nesse caso, na Figura 5A, a parte do núcleo principal 21, denotada pelo caractere de referência D1, é uma parte marcada indicando a direção do campo magnético na direção vertical, de acordo com a bobina principal 22. O caractere de referência D1 é uma marca indicando que o campo magnético, na direção vertical, é avançado no sentido da parte posterior do papel, no qual a Figura 5A é desenhada, com relação à superfície do papel no qual a Figura 5 é desenhada.

[0037] O campo magnético, gerado como descrito acima, provoca indução eletromagnética, que gera, por sua vez, uma corrente parasita no mecanismo W, que é um corpo magnético. Além do mais, com a geração da corrente parasita na superfície do mecanismo W, o fluxo magnético penetra nas bobinas de detecção 31, produzindo, desse modo, uma tensão induzida nas bobinas de detecção 31. Essa tensão induzida é então medida pelas bobinas de detecção 31.

[0038] Um primeiro exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita, feita durante operação normal, quando uma medida de corrente parasita é feita usando o sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com a primeira concretização, vai ser então descrito. Neste exemplo, a medida de corrente parasita é feita enquanto o núcleo principal 21 e a bobina principal 22 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 100, e os subnúcleos 25 são movimentados para a o lado oposto da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 100 (isto é, no sentido do lado da extremidade de base, isto é, distante do mecanismo W), de modo que os subnúcleos 25 são separados do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, como mostrado na Figura 6.

[0039] Nesse exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 6, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a11 na Figura 6) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, ainda mais, um campo magnético ascendente é gerado fora da bobina principal 22. Mais especificamente, um campo magnético rotativo (seta b11 na Figura 6), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado.

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12/31 [0040] A corrente parasita, produzida em consequência do campo magnético rotativo e do campo magnético na direção vertical, gerado na bobina principal 22, agindo no mecanismo W, é, desse modo, detectada pelas bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a condução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida sem que a medida seja afeta pelos subnúcleos 25.

[0041] A seguir, um segundo exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita, conduzida enquanto o campo magnético é ampliado em todo o redor, quando uma medida de corrente parasita é feita por uso do sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com a primeira concretização, vai ser então descrito. Neste exemplo, a medida de corrente parasita é feita, como descrito acima, enquanto o núcleo principal 21, a bobina principal 22 e os subnúcleos 25 são movimentados para o lado da extremidade de ponta (isto é, na direção no sentido do lado do mecanismo W) do sensor de medida de corrente parasita 100, como mostrado na Figura 7.

[0042] Neste exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a, na Figura 7, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a12 na Figura 7) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, ainda mais, um campo magnético rotativo (seta b12 na Figura 7), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado.

[0043] Nesse momento, o campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, é atraído para os subnúcleos 25, que têm alta permeabilidade magnética, e, desse modo, se expande para fora. Portanto, a amplitude do campo magnético rotativo, que age no mecanismo W pela bobina principal 22, pode ser feita ainda mais larga do que é no primeiro exemplo, como mostrado na Figura 7. Desse modo, a amplitude do campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, pode ser expandida, de modo que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo, agindo no mecanismo W, pode ser expandida. Também, a corrente parasita de uma área mais ampla pode ser detectada pelas bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida, enquanto o campo magnético é ampliado todo em volta do mecanismo W pelos subnúcleos 25.

[0044] A seguir, um terceiro exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita, executada enquanto o campo magnético é intensificado na parte externa, quando uma medida de corrente parasita é executada usando o sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com a primeira concretização, vai ser então descrito. Nesse exemplo, a medida de corrente parasita é executada, como descrito acima, enquanto a bobina principal 22 e os subnúcleos 25 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 100, e o núcleo principal 21 é movimentado ligeiramente para o lado

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13/31 de extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 100, com relação à bobina principal 22, como mostrado na Figura 8.

[0045] Nesse exemplo, o instante no qual essa corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 8, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a13 na Figura 8) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, ainda mais, um campo magnético rotativo (seta b13 na Figura 8), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado.

[0046] Nesse momento, o campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, é atraído para os subnúcleos 25, e, ao mesmo tempo, é também atraído para o núcleo principal 21, que se movimentou para o lado superior. Portanto, um campo magnético rotativo é gerado de uma forma similar àquela de um tubo tendo um diâmetro, que aumenta gradualmente do lado superior para o lado inferior, como mostrado na Figura 8, e o campo magnético rotativo, que forma a parte de diâmetro aumentado, age no mecanismo W. A formação do campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, em uma forma similar àquela de um tubo tendo um maior diâmetro, na parte do mecanismo W, desse modo, intensifica o campo magnético no mecanismo W na parte externa, e, desse modo, permite que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo agindo no mecanismo W, seja mais forte na parte externa. Então, a corrente parasita na parte externa é capaz de ser detectada seletivamente pelas bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida enquanto o campo magnético é intensificado na parte externa, no mecanismo W, pelo núcleo principal 21 e pelos subnúcleos 25.

[0047] A seguir, um quarto exemplo aplicado a uma medida de corrente parasita, feita enquanto o campo magnético é intensificado na parte central interna, quando uma medida de corrente parasita é feita por uso do sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com a primeira concretização, vai ser então descrito. Nesse exemplo, a medida de corrente parasita é feita, como descrito acima, enquanto o núcleo principal 21 é movimentado para o lado de extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 100, os subnúcleos 25 são movimentados para o lado de extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 100, e a bobina principal 22 é movimentada para uma posição intermediária com relação ao núcleo principal 21 e aos subnúcleos 25, como mostrado na Figura 9.

[0048] Nesse exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 9, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a14 na Figura 9) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, ainda mais, um campo magnético rotativo (seta b14 na Figura 9), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora do bobina principal 22, é

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14/31 gerado.

[0049] Nesse momento, um campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, é atraído para os subnúcleos 25, e, ao mesmo tempo, um campo magnético descendente, dentro da bobina principal 22, é atraído para o núcleo principal 21. Portanto, um campo magnético rotativo é gerado em uma forma similar àquela de um tubo, tendo um diâmetro que diminui gradualmente do lado superior para o lado inferior, como mostrado na Figura 9, e o campo magnético rotativo, que forma a parte de diâmetro diminuído, age no mecanismo W. A formação do campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, em uma forma similar àquela de um tubo tendo um menor diâmetro, na parte do mecanismo W, desse modo, intensifica o campo magnético no mecanismo W na parte central interna, e, desse modo, permite que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo, agindo no mecanismo W, seja mais forte na parte central interna. Então, a corrente parasita na parte central interna é capaz de ser detectada seletivamente pelas bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida enquanto o campo magnético é intensificado na parte central interna do mecanismo W, pelo núcleo principal 21 e pelos subnúcleos 25.

[0050] A seguir, um quinto exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita conduzida enquanto o campo magnético é intensificado em um lado, quando uma medida de corrente parasita é feita por uso do sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com a primeira concretização, vai ser então descrito. Nesse exemplo, a medida de corrente parasita é feita, como descrito acima, enquanto o núcleo principal 21 e a bobina principal 22 são movimentados para o lado de extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 100, um dos subnúcleos 25 (isto é, o subnúcleo 25 no lado esquerdo na Figura 10) é movimentado para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 100, e o outro subnúcleo 25 (isto é, o subnúcleo 25 no lado direito na Figura 10) é movimentado para o lado de extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 100, de modo que o outro subnúcleo 25 seja separado do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, como mostrado na Figura 10.

[0051] Nesse exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 9, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a15 na Figura 10) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, ainda mais, um campo magnético rotativo (setas b15 e c15 na Figura 10), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora do bobina principal 22, é gerado.

[0052] Nesse momento, o campo magnético ascendente no lado direito, fora da bobina principal 22, não é afetado pelo subnúcleo 25 no lado direito superior, de um modo que um campo magnético normal é gerado. Por outro lado, o campo magnético ascendente no

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15/31 lado esquerdo, fora da bobina principal 22, é atraído para o subnúcleo 25, de modo que um campo magnético rotativo no lado esquerdo, fora da bobina principal 22, é gerado em uma forma que é progressivamente deslocada para o lado esquerdo do lado superior, no sentido do lado inferior, como mostrado na Figura 10, e o campo magnético rotativo da parte deslocada para a esquerda age no mecanismo W. Com a forma do campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, sendo deslocada para a esquerda na parte do mecanismo W, o campo magnético é intensificado no mecanismo W em um lado, e, desse modo, é possível que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético agindo no mecanismo W, seja mais forte em um lado. Então, a corrente parasita, em um lado, é capaz de ser detectada seletivamente pelas bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida enquanto o campo magnético é intensificado em um lado do mecanismo W pelo subnúcleo 25.

[0053] A parte de excitação 20 do sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com a concretização descrita acima, inclui o núcleo principal 21 e a bobina principal 22, que servem, conjuntamente, como a parte de excitação primária, e os subnúcleos cilíndricos 25, dispostos em torno da parte de excitação primária, com a direção axial dos subnúcleos 25 sendo igual à direção axial do núcleo principal 21. Também, o núcleo principal 21, a bobina principal 22 e todos os subnúcleos 25 são todos capazes de variar, independentemente, a posição relativa entre eles, na direção axial na parte de excitação 20.

[0054] Nessa concretização, o campo magnético rotativo, que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, pode ser alterado, se necessário, por variação mútua das relações posicionais entre o núcleo principal 21, a bobina principal 22 e os subnúcleos 25, como descrito acima. Isto é, o campo magnético no mecanismo W pode ser ampliado ou deslocado em um lado, de modo que o espalhamento e a direção, e assemelhados, do campo magnético podem ser controlados adequadamente.

[0055] Também, a parte de detecção 30 do sensor de medida de corrente parasita 100, de acordo com essa concretização, inclui a pluralidade de bobinas de detecção 31, que são bobinas do tipo panqueca, dispostas por toda a superfície de extremidade de ponta da parte de excitação 20. Nessa concretização, a estrutura descrita acima permite que o campo magnético, na direção vertical, e o campo magnético, na direção horizontal, na superfície da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 100, sejam detectados e avaliados uniformemente com a mesma sensibilidade. Também, tendo-se a largura da parte de detecção 30 menor, permite-se que a distância entre a parte de excitação 20 e o mecanismo W seja menor, de modo que a precisão da medida de corrente parasita possa ser aperfeiçoada.

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16/31 [0056] A seguir, um sensor de medida de corrente parasita 200, de acordo com uma segunda concretização da invenção, vai ser descrito com referência às Figuras 11 a 15. Eventualmente, as partes na descrição do sensor de medida de corrente parasita, na concretização descrita abaixo, que são comuns às partes nas concretizações descritas acima vão ser denotadas por caracteres de referência similares, e as descrições dessas partes vão ser omitidas. Também, para simplificar a descrição, nas Figuras 11, 13 e 14, apenas os subnúcleos 25 e os sub-bobinas 26, nas extremidades esquerda e direita, são mostrados; todos os outros subnúcleos 25 e sub-bobinas 26 são omitidos.

[0057] Como mostrado nas Figuras 11 e 12, o sensor de sonda de medida de corrente parasita 200, de acordo com esta concretização, tem uma parte de excitação 220 e uma parte de detecção 230, de modo similar à primeira concretização descrita acima. A parte de excitação 220 aplica um sinal de excitação CA predeterminado a um mecanismo W, que é o componente a ser medido, e a parte de detecção 230 detecta um sinal de detecção por uma corrente parasita do mecanismo W, ao qual o sinal de excitação CA é aplicado.

[0058] A parte de excitação 220 inclui uma parte de excitação primária e uma parte de excitação secundária. A parte de excitação primária inclui um núcleo principal cilíndrico 21, feito de material magnético, tal como ferrita ou permalói, e uma bobina principal 22, que é uma bobina de solenoide enrolada na direção circunferencial em torno do núcleo principal 21.

[0059] Enquanto isso, a parte de excitação secundária inclui subnúcleos cilíndricos 25 e sub-bobinas 26. Os subnúcleos 25 são feitos de material magnético, tal como ferrita ou permalói, e são dispostos em torno do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, que formam a parte de excitação primária, com a direção axial de todos os subnúcleos 25 sendo igual à direção axial do núcleo principal 21. As sub-bobinas 26 são bobinas de solenoide, que são enroladas na direção circunferencial em torno dos subnúcleos 25.

[0060] Também, ambas as extremidades (isto é, ambos os terminais) da bobina principal 22 e das sub-bobinas 26 são conectados a uma fonte de energia CA, não mostrada. Isto é, a bobina principal 22 e as sub-bobinas 26 são bobinas de excitação, para aplicar um sinal de excitação CA predeterminado ao mecanismo W, e o núcleo principal 21 e os subnúcleos 25 intensificam os campos magnéticos gerados pela bobina principal 22 e pelas sub-bobinas 26, respectivamente. Também, a fonte de energia CA aplica, independentemente, tensão a todas as sub-bobinas 26. Isto é, a fonte de energia CA é configurada para ligar ou desligar a corrente em todas as sub-bobinas 26, de acordo com o estado do campo magnético aplicado ao mecanismo W.

[0061] O núcleo principal 21, a bobina principal 22 e os subnúcleos 25 são todos capazes de variar, independentemente, a posição relativa entre eles, na direção axial da parte de excitação 220, similar à concretização descrita acima. Eventualmente, as sub

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17/31 bobinas 26 são incapazes de variar a posição relativa aos subnúcleos 25.

[0062] A parte de detecção 230 inclui uma pluralidade de bobinas de detecção 31, que são bobinas do tipo panqueca, dispostas por toda a superfície da extremidade de ponta da parte de excitação 220, como mostrado na Figura 12B. Também, todas as bobinas de detecção 31 são conectadas em ambas as extremidades (isto é, em ambos os terminais) a um dispositivo de medida, não mostrado.

[0063] Quando da execução de uma medida de corrente parasita, por uso do sensor de medida de corrente parasita 200, estruturado como descrito acima, a tensão é aplicada à bobina principal 22 e às sub-bobinas 26 pela fonte de energia CA. Nesse momento, a tensão é aplicada de modo que a direção do fluxo magnético, gerado pela bobina principal 22 da parte de excitação primária (isto é, a direção do fluxo magnético que penetra no núcleo principal 21) seja oposta à direção do fluxo magnético, gerado pelas sub-bobinas 26 da parte de excitação secundária (isto é, a direção do fluxo magnético que penetra nos subnúcleos 25). Mais especificamente, como mostrado nas Figuras 11 e 12A, a presente corrente escoa, como mostrado pela seta a, no sentido horário pela bobina principal 22, quando visto de acima; a corrente escoa, como mostrado pela seta β, no sentido anti-horário pelas subbobinas 26, quando visto de abaixo.

[0064] A presente corrente escoa, como mostrado pela seta a nas Figuras 11 e 12A, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (isto é, na direção no sentido do lado do mecanismo W) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas (ver a seta a21 na Figura 13). Também, a presente corrente escoa como mostrado pela seta β nas Figuras 11 e 12A pelas sub-bobinas 26, um campo magnético ascendente é gerado dentro das sub-bobinas 26, de acordo com a regra do saca-rolhas (ver a seta x na Figura 13). Nesse caso, na Figura 12A, a parte do núcleo principal 21, denotado pelo caractere de referência D1, é uma parte marcada indicando a direção do corrente parasita na direção vertical, de acordo com a bobina principal 22. O caractere de referência D1 é uma marca indicando que o campo magnético, na direção vertical, é avançado no sentido da parte posterior do papel no qual a Figura 12A é desenhada, com relação à superfície do papel no qual a Figura 12A é desenhada. Também, a parte dos subnúcleos 25, indicada pelo caractere de referência D2, é uma parte marcada, indicando a direção do campo magnético na direção vertical. O caractere de referência D2 é uma marca, indicando que o corrente parasita, na direção vertical, é avançado no sentido da parte frontal do papel, no qual a Figura 12A é desenhada.

[0065] O campo magnético, gerado como descrito acima, provoca indução eletromagnética, o que, por sua vez, gera uma corrente parasita no mecanismo W, que é um corpo magnético. Além do mais, com a geração da corrente parasita na superfície do mecanismo W, o fluxo magnético penetra nas bobinas de detecção 31, produzindo, desse modo,

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18/31 tensão induzida nas bobinas de detecção 31. Essa tensão induzida é então medida pelas bobinas de detecção 31.

[0066] Um primeiro exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita, é conduzido enquanto o campo magnético é ampliado todo em volta, quando uma medida de corrente parasita é feita por uso do sensor de medida de corrente parasita 200, de acordo com a segunda concretização, vai ser descrito então. Nesse exemplo, a medida de corrente parasita é feita enquanto o núcleo principal 21, a bobina principal 22, os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 200, como mostrado na Figura 13.

[0067] Nesse exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a e a seta β na Figura 13, pelo núcleo principal 22 e pelas sub-bobinas 26, um campo magnético descendente (seta a21 na Figura 13) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, além disso, um campo magnético ascendente é gerado fora da bobina principal 22. Mais especificamente, um campo magnético rotativo (seta b21 na Figura 13), que circula em torno da bobina principal 12, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado. Além disso, um campo magnético ascendente (seta x na Figura 13) é gerado dentro de cada uma das sub-bobinas 26.

[0068] Nesse momento, o campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, duplica a direção dos campos magnéticos ascendentes, gerados pelas sub-bobinas 26, de modo que o campo magnético rotativo, que age no mecanismo W, pode ser feito mais forte. Isto é, um campo magnético, que é mais forte do que o campo magnético na primeira concretização, descrita acima, pode ser aplicado ao mecanismo W, de modo que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo agindo no mecanismo W, possa ser aumentada. Então, uma corrente parasita ainda maior pode ser detectada pelas bobinas de detecção 31.

[0069] Também, similar ao segundo exemplo da primeira concretização, descrita acima, o campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, é atraído para as subbobinas 26 e, desse modo, se expande para fora. Portanto, a região do campo magnético rotativo, que é gerado pela bobina principal 22 e age no mecanismo W, pode ser expandida. A expansão da região do campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, permite, desse modo, que a corrente parasita, que é gerada pelo campo magnético rotativo agindo no mecanismo W, seja expandida. Então, uma corrente parasita de uma ampla região pode ser detectada pelas bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida enquanto o campo magnético é ampliado todo em volta no mecanismo W pelos subnúcleos 25.

[0070] A seguir, um segundo exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita,

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19/31 feita enquanto o campo magnético é intensificado em um lado, quando uma medida de corrente parasita é feita, usando o sensor de medida de corrente parasita 200, de acordo com a segunda concretização, vai ser então descrito. Nesse exemplo, a medida de corrente parasita é feita enquanto o núcleo principal 21 e a bobina principal 22 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 200, um dos subnúcleos 25 e uma das sub-bobinas 26 (isto é, o subnúcleo 25 e a sub-bobina 26 no lado esquerdo na Figura 14) são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 200, e o outro dos subnúcleos 25 e a outra das sub-bobinas 26 (isto é, o subnúcleo 25 e a sub-bobina 26 no lado direito na Figura 14), são movimentados para o lado da extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 200, de modo que o outro subnúcleo 25 e a outra sub-bobina 26 sejam separados do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, como mostrado na Figura 14. Nesse momento, a tensão não é aplicada à sub-bobina 26, que foi movimentada para o lado da extremidade de base.

[0071] Nesse exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pelas seta a e seta β na Figura 14, pela bobina principal 22 e pelas sub-bobinas 26, um campo magnético descendente (seta a22 na Figura 14) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, além disso, um campo magnético ascendente é gerado fora da bobina principal 22. Mais especificamente, um campo magnético rotativo (seta b22 e seta c22 na Figura 14), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado. Além disso, um campo magnético ascendente (seta x na Figura 14) é gerado dentro da sub-bobina 26 no lado esquerdo.

[0072] Nesse momento, o campo magnético ascendente, no lado direito fora da bobina principal 22, não é afetado pelo subnúcleo 25, no lado direito superior, de modo que um campo magnético normal é gerado. Por outro lado, o campo magnético ascendente, no lado esquerdo fora da bobina principal 22, duplica a direção dos campos magnéticos ascendentes, gerados pela sub-bobina 26, de modo que o campo magnético ascendente, no lado esquerdo fora da bobina principal 22, é intensificado, e, ao mesmo tempo, é atraído para a sub-bobina 26. Portanto, um campo magnético rotativo, no lado esquerdo fora da bobina principal 22, é gerado em uma forma, que é progressivamente deslocada para o lado esquerdo do lado superior, no sentido do lado inferior, como mostrado na Figura 14, e o campo magnético rotativo, da parte deslocada para a esquerda, age fortemente no mecanismo W. Com a forma do campo magnético rotativo forte, gerado na bobina principal 22, sendo deslocada para a esquerda, na parte do mecanismo W, intensifica-se ainda mais o campo magnético no mecanismo W, em um lado, e, desse modo, é possível que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo, agindo no mecanismo W, seja mais forte em um lado. Então, a corrente parasita, em um lado, é capaz de ser seletivamente detectada pelas

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20/31 bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida enquanto o campo magnético é intensificado ainda mais, em um lado do mecanismo W pelo subnúcleo 25 e pela sub-bobina 26.

[0073] A seguir, um terceiro exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita, feita enquanto o campo magnético, no mecanismo W, é estreito na direção da parte frontal parte posterior e larga na direção da direita - esquerda, quando uma medida de corrente parasita é feita usando o sensor de medida de corrente parasita 200, de acordo com a segunda concretização, vai ser então descrito. Nesse exemplo, a medida de corrente parasita é feita enquanto o núcleo principal 21 e a bobina principal 12 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 200, os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26, em ambas as extremidades esquerda e direita, são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 200, e os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26, que estão nas partes frontal e posterior, são movimentados para o lado da extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 200, de modo que os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26, que estão nas partes frontal e posterior, são separados do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, como mostrado na Figura 15. Nesse momento, a tensão não é aplicada às sub-bobinas 26, que foram movimentadas para o lado da extremidade de base.

[0074] Neste exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pelas seta a e seta β na Figura 15, pela bobina principal 22 e pelas sub-bobinas 26, um campo magnético descendente (seta a23 na Figura 15) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, ainda mais, um campo magnético ascendente é gerado fora da bobina principal 22. Mais especificamente, um campo magnético rotativo (seta b23 na Figura 15), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado. Além disso, os campos magnéticos superiores (setas x na Figura 15) são gerados dentro das sub-bobinas 26 nos lados esquerdo e direito.

[0075] Nesse momento, o campo magnético ascendente, nas partes frontal e posterior da bobina principal 22, não é afetado pelos subnúcleos 25 e pelas sub-bobinas 26, no lado superior, de modo que um campo magnético normal é gerado. Por outro lado, o campo magnético ascendente, nos lados esquerdo e direito fora da bobina principal 22, duplica a direção do campo magnético ascendente, gerado pelas sub-bobinas 26, de modo que o campo magnético ascendente, nos lados esquerdo e direito fora da bobina principal 22, é intensificado, e, ao mesmo tempo, é atraído para as sub-bobinas 26. Portanto, um campo magnético rotativo, nos lados esquerdo e direito fora da bobina principal 22, é gerado em uma forma, que é estreito na direção parte frontal - parte posterior e largo na direção direita

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21/31 esquerda, como mostrado na Figura 15B, e o campo magnético rotativo, que é longo da direção direita - esquerda, age fortemente no mecanismo W. Com a forma do campo magnético rotativo forte, gerado na bobina principal 22, sendo larga na direção direita - esquerda, na parte do mecanismo W, intensifica-se, desse modo, ainda mais o campo magnético no mecanismo W na direção direita - esquerda, e, desse modo, permite que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo agindo no mecanismo W, seja mais forte na direção direita - esquerda. Então, a corrente parasita, na direção direita - esquerda, é capaz de ser detectada seletivamente pelas bobinas de detecção 31. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida enquanto o campo magnético é feito estreito, na direção parte frontal parte posterior, e mais largo, na direção direita - esquerda, no mecanismo W pelos subnúcleos 25 e pelas sub-bobinas 26.

[0076] Como descrito acima, a parte de excitação 220 do sensor de medida de corrente parasita 200, de acordo com essa concretização, inclui o núcleo principal 21 e a bobina principal 22, que servem, conjuntamente, como a parte de excitação primária, e os subnúcleos cilíndricos 25, dispostos em torno da parte de excitação primária, com a direção axial de cada um dos subnúcleos 25 sendo igual à direção axial do núcleo principal 21, e as sub-bobinas 26, que são bobinas de solenoide enroladas na direção circunferencial, em torno dos subnúcleos 25.

[0077] Nessa concretização, de acordo com a estrutura descrita acima, o campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, duplica a direção dos campos magnéticos gerados pelas sub-bobinas 26, fazendo, desse modo, que o campo magnético rotativo, que age no mecanismo W, fique mais forte. Isto é, um campo magnético, que é mais forte do que o campo magnético na primeira concretização, descrita acima, é aplicado ao mecanismo W, de modo que uma maior corrente parasita é detectada pelas bobinas de detecção 31. Além disso, as posições relativas dos núcleo principal 21, bobina principal 22 e subnúcleos 25 (isto é, as sub-bobinas 26) são alteradas. Por conseguinte, o campo magnético no mecanismo W pode ser ampliado ou deslocado em um lado, de modo que os espalhamento e direção, e assemelhados, do campo magnético pode ser controlados adequadamente. Eventualmente, nessa concretização também, o campo magnético pode ser também intensificado no sentido da parte externa do núcleo principal 21, ou intensificado no sentido da parte central interna, como na primeira concretização descrita acima.

[0078] A seguir, um sensor de medida de corrente parasita, de acordo com uma terceira concretização da invenção, vai ser descrito com referência às Figuras 16 a 19. Eventualmente, para simplificar a descrição, nas Figuras 16 e 18 - 19A, apenas os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26, nas extremidades esquerda e direita, são mostrados; todos os outros subnúcleos 25 e sub-bobinas 26 são omitidos.

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22/31 [0079] Como mostrado na Figura 16, um sensor de sonda de medida de corrente parasita 300, de acordo com essa concretização, tem uma pluralidade de bobinas de detecção 31, das quais as partes de detecção são dispostas radialmente em torno de uma parte axial de uma parte de excitação primária, similar à segunda concretização descrita acima. As bobinas de detecção 31 são, nessa concretização, formadas de bobinas do tipo panqueca, tal como na dispositivo descrita acima, mas podem ser também formadas de bobinas de solenoide, que são enroladas em torno da parte interna da bobina principal 22 e das subbobinas 26, por exemplo.

[0080] Além do mais, as bobinas de detecção 31 são todas configuradas de modo que sejam capazes de fazer, independente e seletivamente, que um sinal de detecção, relacionado com a detecção de uma corrente parasita, gerada em um mecanismo W, seja reconhecido ou ignorado. Mais especificamente, as bobinas de detecção 31 são controladas de modo que apenas os sinais de detecção de bobinas de detecção reconhecidas 31a, que fazem com que os sinais de detecção de modo que sejam reconhecidos, de entre as bobinas de detecção 31, sejam recebidos pelo dispositivo de medida 11, e os sinais de detecção das bobinas de detecção ignoradas 31b, que fazem com que os sinais de detecção que vão ser ignorados, não sejam recebidos pelo dispositivo de medida 11.

[0081] Um primeiro exemplo, aplicado a uma medida de corrente parasita feita durante operação normal, quando da medida de profundidade de endurecimento e de dureza de uma camada endurecida, formada em aço, usando o sensor de medida de corrente parasita 300, de acordo com a terceira concretização, vai ser então descrito. Nesse exemplo, uma medida de corrente parasita, tal como aquela descrita acima, é feita, enquanto o núcleo principal 21 e a bobina principal 22 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 300, e os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26 são movimentados para o lado da extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 300, de modo que os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26 são separados do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, como mostrado na Figura 16.

[0082] Nesse exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 16, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a31 na Figura 16) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, além disso, um campo magnético ascendente é gerado fora da bobina principal 22. Mais especificamente, um campo magnético rotativo (seta b31 na Figura 16), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado.

[0083] O campo magnético, na direção vertical, e o campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, agem, desse modo, na parte de uma camada endurecida WQ, formada no mecanismo W, que é oposta à bobina principal 22, e que geram uma corrente

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23/31 parasita nela, como mostrado na Figura 16. Nesse exemplo, as bobinas de detecção, dispostas opostas às partes nas quais a corrente parasita é gerada, são bobinas de detecção reconhecidas 31a, e as bobinas de detecção, posicionadas nas outras partes de orlas periféricas externas, são as bobinas de detecção ignoradas 31b. A profundidade de endurecimento e a dureza da camada endurecida WQ são medidas nas bobinas de detecção reconhecidas 31a, com base apenas nos sinais que detectaram a corrente parasita, gerada na camada endurecida WQ.

[0084] Desse modo, neste exemplo, por condução de uma medida de corrente parasita como descrito acima, a região de detecção pode ser selecionada livremente, fazendose, seletivamente, com que os sinais de detecção das bobinas de detecção sejam reconhecidos ou ignorados, como adequado, para o espalhamento e a direção do campo magnético.

[0085] A seguir, um segundo exemplo, aplicado à medida de corrente parasita, conduzida enquanto o campo magnético é intensificado na parte externa, quando da medida da parte de excitação e da dureza de uma camada endurecida, formada no aço, usando o sensor de medida de corrente parasita 300, de acordo com a terceira concretização, vai ser então descrito. Nesse exemplo, uma medida de corrente parasita, tal como aquela descrita acima, é conduzida enquanto a bobina principal 22, os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 300, e o núcleo principal 21 é movimentado ligeiramente para o lado da extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 300, com relação à bobina principal 22, como mostrado na Figura 17. Nesse exemplo, uma parte de mancal de um eixo de manivela C é usada como o objeto da medida de onda parasita, e uma camada endurecida CQ é formada em uma parte central Cc e uma parte R Cr, em ambas as extremidades da parte de mancal. Eventualmente, este exemplo pode ser também aplicado a um eixo de ressaltos, ou uma parte pino do eixo de manivela C, e assemelhados.

[0086] Neste exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 17 pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a23 na Figura 17) é gerada dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, além do mais, um campo magnético rotativo (seta b32 na Figura 17), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado. Além disso, campos magnéticos ascendentes (setas x na Figura 17) são gerados dentro das sub-bobinas 26.

[0087] Nesse momento, o campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, é atraído para as sub-bobinas 26, e, ao mesmo tempo, é também atraído para o núcleo principal 21, que foi movimentado para o lado superior. Portanto, um campo magnético rotativo é gerado em uma forma similar àquela de um tubo tendo um diâmetro, que aumenta gradualmente do lado superior para o lado inferior, como mostrado na Figura 17, e o campo

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24/31 magnético rotativo, que forma a parte de maior diâmetro, age no eixo de manivela C. A formação do campo magnético rotativo, gerado na 10 22, em uma forma similar àquela de um tubo tendo um maior diâmetro, na parte do eixo de manivela C, intensifica, desse modo, o corrente parasita no eixo de manivela C na parte externa, e, desse modo, permite que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo, agindo no eixo de manivela C, seja mais forte na parte externa. Desse modo, nesse exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida enquanto o campo magnético é intensificado na parte externa no eixo de manivela C pelo núcleo principal 21 e pelos subnúcleos 25, como mostrado na imagem de permeação de magnetismo da Figura 17.

[0088] O campo magnético, na direção vertical, e o campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, agem, desse modo, na parte da camada endurecida CQ, formada no eixo de manivela C, que é oposta às sub-bobinas 26, e geram uma corrente parasita nela, como mostrado na Figura 17. Nesse momento, um fenômeno de indução magnética faz com que a corrente parasita, gerada no eixo de manivela C, assuma uma propriedade na qual se alarga significativamente próxima da superfície do objeto sendo medido. Também, a permeabilidade magnética da parte não endurecida é maior do que a permeabilidade magnética da camada endurecida CQ, como mostrado na Figura 1, de modo que o campo magnético tende a ser atraído para a parte não endurecida. Portanto, a corrente parasita tende a expandir-se nas partes R Cr, nas quais a parte limite, entre a camada endurecida CQ e a parte não endurecida, está. Isto é, como mostrado na Figura 17, a corrente parasita pode ser expandida nos locais das partes R Cr, em ambas as extremidades da parte mancal. Nesse exemplo, as bobinas de detecção, dispostas opostas à parte na qual a corrente parasita é gerada, são as bobinas de detecção reconhecidas 31a, e as bobinas de detecção, posicionadas na parte periférica interna, são as bobinas de detecção ignoradas 31b. A profundidade de endurecimento e a dureza das partes R Cr da camada endurecida CQ são medidas pelas bobinas de detecção reconhecidas 31a, com base apenas nos sinais que detectaram a corrente parasita gerada nas partes R Cr.

[0089] Desse modo, nessa concretização, por execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, a região de detecção pode ser selecionada livremente, fazendo-se, seletivamente, com que os sinais de detecção das bobinas de detecção sejam reconhecidos ou ignorados, como adequado, para o espalhamento e a direção do campo magnético. Mais especificamente, é possível medir a profundidade de endurecimento e a dureza da parte de mancal ou as partes de pinos do eixo de manivela C, apenas nas partes R Cr de ambas as extremidades da camada endurecida CQ. Também, a precisão de medida pode ser aperfeiçoada por medida da corrente parasita, enquanto controlando o espalhamento e a direção do campo magnético, de acordo com o modelo de endurecimento. Além

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25/31 disso, a medida de corrente parasita pode ser feita com precisão por uso do sensor de sonda de medida de corrente parasita 300, mesmo com um componente, no qual o diâmetro externo varia significativamente, tal como com o eixo de manivela C ou um eixo de ressaltos.

[0090] A seguir, um terceiro exemplo, aplicado à medida de corrente parasita, feita enquanto o campo magnético é intensificado na parte central interna, quando da medida da profundidade de endurecimento e da dureza de uma camada endurecida, formada no aço, usando o sensor de medida de corrente parasita 300, de acordo com a terceira concretização, vai ser então descrito. Neste exemplo, uma medida de corrente parasita, tal como aquela descrita acima, é feita enquanto o núcleo principal 21 é movimentado para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 300, os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26 são movimentados para o lado da extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 300, e a bobina principal 22 é movimentada a uma posição intermediária, com relação ao núcleo principal 21 e aos subnúcleos 25, como mostrado na Figura 18. Também neste exemplo, a parte de mancal do eixo de manivela C é usada como o objeto da medida de corrente parasita, e a camada endurecida CQ é formada em uma parte central Cc e nas partes R, em ambas as extremidades da parte de mancal.

[0091] Neste exemplo, o instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 18, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente (seta a33 na Figura 18) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, além disso, um campo magnético rotativo (seta b33 na Figura 18), que circula em torno do núcleo principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora do núcleo principal 22, é gerado. Além disso, campos magnéticos ascendentes (setas x na Figura 18) são gerados dentro das sub-bobinas 26.

[0092] Neste momento, o campo magnético ascendente, fora da bobina principal 22, é atraído para os subnúcleos 25, e, ao mesmo tempo, é também atraído para o núcleo principal 21. Portanto, um campo magnético rotativo é gerado de uma forma similar àquela de um tubo tendo um diâmetro, que diminui gradualmente do lado superior para o lado inferior, como mostrado na Figura 18, e o campo magnético rotativo, que forma a parte de diâmetro diminuído, age no eixo de manivela C. A formação do campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, em uma forma similar àquela de um tubo tendo um menor diâmetro na parte do eixo de manivela C, intensifica, desse modo, o campo magnético no eixo de manivela C, na parte central interna, e, desse modo, permite que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo, agindo no eixo de manivela C, seja mais forte na parte central interna. Desse modo, neste exemplo, a execução de uma medida de corrente parasita, como descrito acima, permite que a corrente parasita seja medida, enquanto o campo magnético é intensificado na parte central interna do eixo de manivela C pelo núcleo

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26/31 principal 21 e pelos subnúcleos 25, como mostrado na imagem de permeação de magnetismo da Figura 18.

[0093] O campo magnético, na direção vertical, e o campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, agem, desse modo, fortemente na parte de uma camada endurecida CQ, formada no eixo de manivela C, que é oposta à parte central interna do sensor de medida de corrente parasita 300, e gera uma corrente parasita nela, como mostrado na Figura 18. Isto é, a corrente parasita age em um local da parte central Cc da parte de mancal, como mostrado na Figura 18. Neste exemplo, a bobina de detecção, disposta oposta à parte na qual a corrente parasita é gerada, é a bobina de detecção 31a reconhecida, e as bobinas de detecção, posicionadas nas outras partes, são as bobinas de detecção ignoradas 31b. A profundidade de endurecimento e a dureza da parte central Cc da camada endurecida CQ são medidas pelas bobinas de detecção reconhecidas 31a, com base apenas nos sinais que detectaram a corrente parasita gerada na parte central Cc.

[0094] Desse modo, nesta concretização, por execução de uma medida de corrente parasita como descrito acima, a região de detecção pode ser selecionada livremente, fazendo-se com que os sinais de detecção das bobinas de detecção sejam reconhecidos ou ignorados, como adequado, para o espalhamento e a direção do campo magnético. Mais especificamente, é possível medir a profundidade de endurecimento e a dureza da parte de mancal ou das partes de pinos do eixo de manivela C, apenas na parte central Cc da camada endurecida CQ. Também, a precisão de medida pode ser aperfeiçoada por medida da corrente parasita, enquanto controlando o espalhamento e a direção do campo magnético, de acordo com o modelo de endurecimento.

[0095] A seguir, um quarto exemplo, aplicado à medida de corrente parasita feita enquanto o campo magnético é intensificado em um lado, quando da execução de uma medida de corrente parasita usando o sensor de medida de corrente parasita 300, de acordo com a terceira concretização, vai ser então descrito. Neste exemplo, uma medida de corrente parasita, tal como aquela descrita acima, é feita enquanto o núcleo principal 21 e a bobina principal 22 são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 300, os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26, em um lado (isto é, os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26 no lado esquerdo nas Figuras 19A e 19B), são movimentados para o lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 300, e os outros subnúcleos 25 e as outras sub-bobinas 26 são movimentadas para o lado da extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 300, de modo que os outros subnúcleos 25 e as outras sub-bobinas 26 são separados do núcleo principal 21 e da bobina principal 22, como mostrado na Figura 19A. Nesse momento, tensão não é aplicada às sub-bobinas 26, que foram movimentadas para o lado da extremidade de base.

[0096] Neste exemplo, o instante no qual corrente escoa, como mostrado pelas seta

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27/31 a e seta β na Figura 19A, pela bobina principal 22 e pelas sub-bobinas 26, um campo magnético descendente (seta a34 na Figura 19A) é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas, e, além disso, um campo magnético ascendente é gerado fora da bobina principal 22. Mais especificamente, um campo magnético rotativo (seta b34 e seta c34 na Figura 19A), que circula em torno da bobina principal 22, isto é, que escoa alternadamente dentro e fora da bobina principal 22, é gerado. Além disso, um campo magnético ascendente (seta x na Figura 19A) é gerado dentro das sub-bobinas 26 no lado esquerdo.

[0097] Nesse momento, o campo magnético ascendente, no lado direito fora da bobina principal 22, não é afetado pelos subnúcleos 25, no lado direito superior, de modo que um campo magnético normal é gerado. Por outro lado, o campo magnético ascendente, no lado esquerdo fora da bobina principal 22, duplica a direção dos campos magnéticos ascendentes, gerados pelas sub-bobinas 26, de modo que o campo magnético ascendente, no lado esquerdo fora da bobina principal 22, é intensificado, e, ao mesmo tempo, é atraído pelas sub-bobinas 26. Portanto, um campo magnético rotativo, no lado esquerdo fora da bobina principal 22, é gerado em uma forma que é progressivamente deslocada para o lado esquerdo do lado superior, no sentido do lado inferior, como mostrado na Figura 19A, e o campo magnético rotativo, da parte deslocada para a esquerda, age fortemente no mecanismo W, como mostrado na Figura 19B. Com a forma do forte campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, tendo sido deslocada para a esquerda, na parte do mecanismo W, o campo magnético é intensificado ainda mais no mecanismo W em um lado, e, desse modo, permite que a corrente parasita, gerada pelo campo magnético rotativo agindo no mecanismo W, seja mais forte em um lado.

[0098] O campo magnético, na direção vertical, e o campo magnético rotativo, gerado na bobina principal 22, agem, desse modo, na parte do mecanismo W, que é oposta ao lado esquerdo do sensor de medida de corrente parasita 300, e gera nele uma corrente parasita, como mostrado nas Figuras 19A e 19B. Neste exemplo, as bobinas de detecção, dispostas opostas à parte na qual a corrente parasita é gerada, são as bobinas de detecção reconhecidas 31a, e as bobinas de detecção, posicionadas nas outras partes, são as bobinas de detecção ignoradas 31b. A profundidade de endurecimento e a dureza de uma parte do mecanismo W são medidas pelas bobinas de detecção reconhecidas 31a, com base apenas nos sinais que detectaram a corrente parasita, gerada no mecanismo W.

[0099] Desse modo, nessa concretização, por execução de uma medida de corrente parasita como descrito acima, a região de detecção pode ser selecionada livremente, fazendo-se com que os sinais de detecção das bobinas de detecção sejam reconhecidos ou ignorados, como adequado, para o espalhamento e a direção do campo magnético. Mais especificamente, uma corrente parasita pode ser gerada apenas em uma parte que tem uma

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28/31 fissura (isto é, uma falha), mesmo se a parte de extremidade do mecanismo W for o objeto a ser medido, como na Figura 19A. Tendo-se as bobinas de detecção daquela parte sendo as bobinas de detecção reconhecidas 31a, e fazendo-se apenas que aqueles sinais de detecção sejam reconhecidos, enquanto fazendo-se com que os sinais relacionados à detecção da corrente parasita, na parte de orla, sejam ignorados, é possível impedir que o sinal de detecção da corrente parasita na parte defeituosa fique enterrada em um sinal de detecção relativo à parte de orla. Em outras palavras, o efeito de orla pode ser reduzido em uma medida de corrente parasita por uma bobina de teste.

[00100] A seguir, um sensor de medida de corrente parasita 400, de acordo com uma quarta concretização da invenção, vai ser descrito com referência às Figuras 20A e 20B. Eventualmente, para simplificar a descrição, na Figura 20A apenas os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26, nas extremidades esquerda e direita, são mostrados; todos os outros subnúcleos 25 e sub-bobinas 26 são omitidos.

[00101] Como mostrado nas Figuras 20A e 20B, o sensor de sonda de medida de corrente parasita 400, de acordo com esta concretização, inclui uma pluralidade de bobinas de solenoide verticais 35 e uma pluralidade de bobinas de solenoide horizontais 36, em uma parte de detecção. Mais especificamente, a pluralidade de bobinas de solenoide verticais 35 são dispostas em uma superfície de extremidade de ponta de uma parte de excitação, que são opostas a uma bobina principal 22 e às sub-bobinas 26, que servem, conjuntamente, como uma parte de excitação primária, com a direção axial de cada uma da pluralidade de bobinas de solenoide verticais 35 sendo igual à direção axial do núcleo principal 21. De modo similar, a pluralidade de bobinas de solenoide horizontais 36 são dispostas radialmente, com todos os seus eixos apontados perpendicularmente para o eixo do núcleo principal 21, em posições na superfície de extremidade de ponta da parte de excitação, que são entre a bobina principal 22 e as sub-bobinas 26.

[00102] As bobinas de solenoide verticais 35, de acordo com esta concretização, têm uma sensibilidade de detecção relativamente alta, com relação a um campo magnético na direção vertical (para cima e para baixo), gerada pela parte de excitação, como mostrado na Figura 20A. Isto é, as bobinas de solenoide verticais 35 têm uma sensibilidade de detecção relativamente alta com relação a um campo magnético, na direção do eixo central (isto é, um campo magnético vertical) no sensor de medida de corrente parasita 400 desta concretização. Por outro lado, as bobinas de solenoide horizontais 36 têm uma sensibilidade de detecção relativamente alta, com relação a um campo magnético na direção horizontal (isto é, nas direções das partes de frente - posterior e esquerda - direita), gerada pela parte de excitação. Isto é, as bobinas de solenoide horizontais 36 têm uma sensibilidade de detecção relativamente alta, com relação a um campo magnético na direção perpendicular ao eixo central (isto é, um campo magnético horizontal) no sensor de medida de corrente parasita

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400 desta concretização.

[00103] Quando da execução de uma medida de corrente parasita, usando o sensor de medida de corrente parasita 400 estruturado como descrito acima, tensão é aplicada por uma fonte de energia CA à bobina principal 22 e às sub-bobinas 26. O instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta a na Figura 20A, pela bobina principal 22, um campo magnético descendente é gerado dentro da bobina principal 22, de acordo com a regra do saca-rolhas (ver seta a41 na Figura 20A). Também, o instante no qual corrente escoa, como mostrado pela seta β na Figura 20A, pelas sub-bobinas 26, um campo magnético ascendente é gerado dentro das sub-bobinas 26, de acordo com a regra do saca-rolhas (ver a seta x na Figura 20A).

[00104] O campo magnético, gerado como descrito acima, provoca indução eletromagnética, que gera, por sua vez, uma corrente parasita no mecanismo W, que é um corpo magnético. Além do mais, com a geração da corrente parasita na superfície do mecanismo W, o fluxo magnético penetra na parte de detecção, que então mede a tensão induzida, que acompanha a geração da corrente parasita na superfície do mecanismo W. Nesse momento, o campo magnético vertical pode ser detectado com boa sensibilidade pelas bobinas de solenoide verticais 35, e o campo magnético horizontal pode ser detectado com boa sensibilidade pelas bobinas de solenoide horizontais 36.

[00105] De acordo com o sensor de medida de corrente parasita 400 desta concretização, dotando-se a parte de detecção com uma pluralidade de bobinas de solenoide verticais 35 e uma pluralidade de bobinas de solenoide horizontais 36, a sensibilidade de detecção de corrente parasita pela parte de detecção é capaz de ser aumentada, e a eficiência de detecção é capaz de ser aperfeiçoada.

[00106] A seguir, um sensor de medida de corrente parasita 500, de acordo com uma quinta concretização da invenção, vai ser descrito com referência à Figura 21. Como mostrado na Figura 21, um sensor de sonda de medida de corrente parasita 500, de acordo com esta concretização, é dotado com uma pluralidade de bobinas de detecção 531a, como as partes de detecção, que são dispostas adjacentes aos, e fora dos, subnúcleos 25 e subbobinas 26, que servem como uma parte de excitação secundária, na direção radial do núcleo principal 21. Mais especificamente, a pluralidade de bobinas de detecção 531a são dispostas a intervalos fixos, na direção axial do sensor de medida de corrente parasita 500, na parte externa dos subnúcleos 25 e das sub-bobinas 26.

[00107] A estruturação do sensor de medida de corrente parasita 500 desta concretização, como descrito acima, permite que o sensor de medida de corrente parasita 500 seja usado como um sensor de medida de corrente parasita interno, que utiliza uma medida de corrente parasita da parte superficial interna de um furo ou um mecanismo tubular, ou assemelhados, por uma área ampla por vez. Quando da execução de uma medida de corrente

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30/31 parasita com o sensor de medida de corrente parasita 500 desta concretização, o núcleo principal 21 e a bobina principal 22 são movimentados para o lado da extremidade de base do sensor de medida de corrente parasita 500, distantes dos subnúcleos 25 e das subbobinas 26, como mostrado na Figura 21. Também, os subnúcleos 25 e as sub-bobinas 26 são dispostos em uma espiral em um lado da extremidade de ponta do sensor de medida de corrente parasita 500. Além do mais, o sensor de medida de corrente parasita 500 é inserido em um tubo P, e a medida de corrente parasita é feita por movimentação do sensor de medida de corrente parasita 500, na direção da seta X, enquanto girando-o em torno do seu eixo, mostrado pela seta R na Figura 21. Eventualmente, os subnúcleos 25 e as subbobinas 26 podem ser dispostos no mesmo plano, que é perpendicular ao eixo do sensor de medida de corrente parasita 500, em vez de serem dispostos em uma espiral, ou podem ser dispostos em uma espiral, para reduzir o efeito que os campos magnéticos gerados têm entre si.

[00108] Quando uma medida de corrente parasita da parte superficial interna do tubo P é feita, por uso do sensor de medida de corrente parasita 500, estruturado como descrito acima, tensão é aplicada pela fonte de energia CA apenas nas sub-bobinas 26. O instante no qual a corrente escoa, como mostrado pela seta β na Figura 21, pelas sub-bobinas 26, um campo magnético ascendente é gerado dentro das sub-bobinas 26, de acordo com a regra do saca-rolhas (ver a seta x na Figura 21).

[00109] O campo magnético, gerado como descrito acima, provoca indução magnética, o que, por sua vez, gera uma corrente parasita no tubo P, que é um corpo magnético. Além do mais, com a geração da corrente parasita na superfície do tubo P, o fluxo magnético penetra nas bobinas de detecção 531a, que então medem a tensão induzida, que acompanha a geração da corrente parasita na superfície do tubo P. Eventualmente, nesse momento, todos os sinais de detecção das bobinas de detecção ignoradas 31b, na extremidade de ponta, são reconhecidos.

[00110] Como descrito acima, o sensor de medida de corrente parasita 500 pode ser usado como um sensor de medida de corrente parasita interno, que executa uma medida de corrente parasita da parte superficial interna de um furo ou de um mecanismo tubular, ou assemelhados, por uma ampla área de uma vez, por disposição da pluralidade de bobinas de detecção 531a, em larguras fixas na direção axial do sensor de medida de corrente parasita 500, na parte externa dos subnúcleos 25 e das sub-bobinas 26. Em outras palavras, o sensor de medida de corrente parasita 500 pode ser também usado como um sensor de medida de corrente parasita interno, bem como um sensor de medida de corrente parasita superficial, como nas concretizações descritas acima.

[00111] Ainda que algumas concretizações da invenção tenham sido ilustradas acima, deve-se entender que a invenção não é limitada aos detalhes das concretizações

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31/31 ilustradas, mas pode ser representada com uma pluralidade de variações, modificações ou aperfeiçoamentos, que podem ocorrer àqueles versados na técnica, sem que se afaste do âmbito da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sensor de sonda de medida de corrente parasita (100) compreendendo:

uma parte de excitação (20) que: i) inclui uma parte de excitação primária, que inclui um núcleo principal (21), formado de um corpo magnético cilíndrico, e uma bobina principal (22), que é uma bobina de solenoide enrolada em uma direção circunferencial em torno do núcleo principal, e uma pluralidade de partes de excitação secundárias, que incluem subnúcleos (25), formados de corpos magnéticos cilíndricos, que são dispostos em torno da parte de excitação primária, de uma maneira tal que uma direção axial de cada subnúcleo é igual a uma direção axial do núcleo principal, e ii) aplica um sinal de excitação de corrente alternada predeterminado a um componente a ser medido

CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de partes de excitação secundárias são configuradas para variar a posição de cada subnúcleo independentemente na direção axial do núcleo principal relativa à parte de excitação primária, em que uma parte de detecção (30), que detecta um sinal de detecção de acordo com uma corrente parasita a partir do componente a ser medido, para o qual o sinal de excitação de corrente alternada predeterminado foi aplicado.
2. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das partes de excitação secundárias inclui uma sub-bobina (26), que é uma bobina de solenoide, que é enrolada em uma direção circunferencial em torno do subnúcleo, e cada uma das partes de excitação secundárias é configurada de modo que uma direção do fluxo magnético, que é gerado na bobina principal da parte de excitação primária e penetra no núcleo principal, é oposta a uma direção de fluxo magnético, que é gerado na sub-bobina de cada uma das partes de excitação secundárias e penetra no subnúcleo.
3. Sensor, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de excitação primária é configurada para variar as posições relativas da bobina principal e do núcleo principal independentemente na direção axial do núcleo principal.
4. Sensor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de detecção inclui uma pluralidade de bobinas de detecção (31), dispostas radialmente centralizadas em torno de uma parte axial da parte de excitação primária, e a pluralidade de bobinas de detecção são cada uma independente e seletivamente produzidas de modo a serem reconhecidas ou ignoradas com relação à detecção do sinal de detecção.
5. Sensor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de detecção inclui uma pluralidade de bobinas do tipo panqueca ou uma pluralidade de bobinas planas, que são dispostas por toda uma superfície de extremidade de ponta da parte de excitação, e a superfície de extremidade de ponta é uma superfície na parte lateral do componente a ser medido.

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6. Sensor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de detecção inclui uma pluralidade de bobinas de solenoide verticais (35), dispostas em posições em uma superfície de extremidade de ponta da parte de excitação, que são opostas à parte de excitação primária e à parte de excitação secundária, de uma maneira tal que uma direção axial de cada da pluralidade de bobinas de solenoide verticais é a mesma que a direção axial do núcleo principal, e uma pluralidade de bobinas de solenoide horizontais (36) dispostas radialmente em posições na superfície de extremidade de ponta da parte de excitação, que ficam entre a parte de excitação primária e a parte de excitação secundária, de uma maneira tal que a direção axial de cada uma das pluralidade de bobinas de solenoide horizontais é perpendicular ao eixo do núcleo principal.
7. Sensor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a parte de detecção inclui uma pluralidade de bobinas de detecção, que são dispostas adjacentes às partes de excitação secundárias e na parte externa das partes de excitação secundárias, em uma direção radial do núcleo principal.
8. Sensor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de excitação de corrente alternada predeterminado é um campo magnético, que é gerado por aplicação de uma tensão de corrente alternada predeterminada à bobina principal.
9. Sensor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o sinal de detecção é tensão induzida pela corrente parasita.
10. Método de inspeção, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: inspecionar um componente a ser medido por execução de uma medição de corrente parasita, usando o sensor como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 9.