CN101832969A

CN101832969A - 阵列型磁传感器基板

Info

Publication number: CN101832969A
Application number: CN 201010127494
Authority: CN
Inventors: 渡边庆典
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2010-09-15
Also published as: JP2010014701A

Abstract

本发明的阵列型磁传感器基板(10)具有：印刷电路板(1)；阵列型磁传感器(2)，直线状地排列在印刷电路板的一个面上；图案布线(4)，在阵列型磁传感器的列轴的左右任意单侧或两侧，平行于该列轴以规定的间隔印刷成形在上述印刷电路板的平面上；以及脉冲电流生成电路(3)，向图案布线流规定的脉冲电流。上述阵列型磁传感器基板向图案布线流脉冲电流，从而生成校正时的基准磁场，并进行该阵列型磁传感器的检测灵敏度校正。

Description

阵列型磁传感器基板

技术领域

本发明涉及在根据由薄钢板的缺陷而产生的漏磁通来检测有无缺陷的阵列型磁探伤装置等中所使用的阵列型磁传感器基板，特别是涉及容易进行阵列型磁传感器的校正的阵列型磁传感器基板。

背景技术

以前，对作为食器等的材料的马口铁等带钢(strip)(在此称作薄钢)的表层以及内部所存在的微小缺陷进行检测的检测装置，有如下的阵列型磁探伤装置：在薄钢板的宽度方向上排列多个阵列型磁传感器，从而检测由其缺陷所产生的漏磁通来判定有无缺陷。例如，有日本的专利公报、专利第3811039号公报(图1、第1页)(以下称作专利文献1)。

图3示出该阵列型磁探伤装置的磁传感器头30的结构。如图3(a)所示，在磁传感器头30中，在被压接在非磁性辊11面上而与向箭头方向搬运的薄钢板13的表面邻近的倒U字形的磁化轭铁24的开口部，与薄钢板10之间隔开规定的缝隙(在此称作离地(lift-off))，利用由磁化轭铁24和缠在磁化轭铁24上的线圈22所构成的磁化器，形成用于使薄钢板13向其移动方向磁化的磁场。

然后，在该开口部中设置霍尔元件等半导体磁传感器12和用于改善该半导体磁传感器12的灵敏度的软质磁性体14，上述半导体磁传感器12以预先设定的离地距离与薄钢板13邻近，检测在薄钢板13的缺陷部中产生的漏磁通。使来自薄钢板13的漏磁通向垂直方向集中地横穿半导体磁传感器12的感应面，以高灵敏度检测有无微小缺陷。

例如图3(b)所示，该半导体磁传感器12在薄钢板13的宽度方向上直线状地等间隔并列有多个磁传感器(元件)，以使得能够确保预先设定的宽度方向的分辨率。

为了使各个磁传感器(元件)的宽度方向的检测灵敏度均匀并确保检测缺陷的精度，定期地对该半导体磁传感器12进行校正。

在使用了这种阵列型磁传感器的磁传感器头30中，以前使用了如图4(a)所示的校正装置20。例如，有日本的公开专利公报、特开平9-229905号公报(图1、第1页)(以下称作专利文献2)。

在该校正装置20中，在校正半导体磁传感器12的情况下，使非磁性辊11a的接线面与半导体磁传感器12的排列方向对置地配置，在该非磁性辊11a的对置的表面上缠绕导线11b，对该导线施加电流发生器15的产生的电流，使之产生规定的磁场。

然后，在该状态下驱动与非磁性辊11a连结的马达11b，从而如图4(b)所示地使非磁性辊11a旋转，将基于所施加的电流的该磁场作为基准磁场来进行半导体磁传感器12的校正。

但是，在专利文献2中示出的校正中，由于使导线11b与半导体磁传感器12的列相对，因此，来自导线的磁场变得与半导体磁传感器12的感磁面平行。

因此，在要使用垂直于半导体磁传感器12的感磁面的磁场来校正检测灵敏度的情况下，具有不能对半导体磁传感器12赋予实际使用的垂直方向的磁场的问题，另外还具有要准备大型的旋转辊等，校正装置11成为大规模的问题。(以后，将半导体磁传感器12称作阵列型磁传感器)。

因此，已公开了这样一种阵列型磁传感器的校正方法，在对排列有一个或多个具有多个阵列型传感器的列的阵列型磁传感器进行校正的情况下，在由阵列型磁传感器列的中心线和阵列型磁传感器的感磁面的法线所构成的平面上以外的位置上，将导体平行于阵列型磁传感器列进行配置，使规定电流流过该导体以使之产生磁场，使用该磁场作为基准磁场。例如，有日本的公开专利公报、特开2005-61940号公报(图1、第1页)(以下称作专利文献3)。

但是，在专利文献3中的校正装置中，虽然能够对磁传感器的感磁面高效地施加垂直磁化，但是具有不能进行对于薄钢板的微小缺陷的动态检测灵敏度、即薄钢板的移动状态中的检测灵敏度的校正的问题。

因此，在要对各个磁传感器的微小缺陷的动态(薄钢板的最大移动速度下的)检测灵敏度进行校正的情况下，还是存在有需要如专利文献2所示的大型校正装置的问题。

于是，本申请的发明者公开了一种阵列型磁探伤装置的校正装置40，该校正装置40如图5所示，具有：校正用采样板32，具有在非磁性体板上直线状地缠绕1周的导体；采样支承台33，具有移动机构，该移动机构以相对于该阵列型磁传感器12的感磁面的规定的离地距离，在平行于该感磁面的平面上，向薄钢板的移动方向微调校正用采样板32的位置；以及脉冲电流生成器34，使脉冲电流流过导体32a。该校正装置40使脉冲宽度Pw、脉冲波峰值Ph的脉冲电流流过导体32a，对阵列型磁传感器12施加脉冲磁场，进行动态的磁传感器的检测灵敏度的校正。例如，有日本的公开专利公报、特开2009-14678号公报(图1、第1页)(以下称作专利文献4)。

在专利文献4中的校正装置中，通过对阵列型磁传感器12的感磁面施加脉冲电流，就能进行薄钢板的动态检测灵敏度的校正。

但是，必须要有校正用采样板以及采样支承台，该校正用采样板具有在非磁性体板上直线状地缠绕1周的导体，该采样支承台具有移动机构，该移动以相对于该阵列型磁传感器的感磁面的规定的离地距离，在平行于该感磁面的平面上，向薄钢板的移动方向微调上述校正用采样板的位置。因此，具有不能避免装置大型化的问题。

发明内容

本发明用于解决上述问题点，其目的在于提供一种阵列型磁传感器基板，它在印刷电路板上具有一个或多个阵列型磁传感器，不需要用于校正动态检测灵敏度的大型装置，能容易进行校正。

为了达到上述目的，本发明涉及的阵列型磁传感器基板，在印刷电路板上具有一个或多个阵列型磁传感器，将多个磁传感器配置成一列而构成上述阵列型磁传感器，上述阵列型磁传感器基板的特征在于，具有：上述印刷电路板；阵列型磁传感器，直线状地排列在上述印刷电路板的一个面上；导体，在上述阵列型磁传感器的列轴的左右的任意单侧或两侧，平行于该列轴以规定的间隔固定在上述印刷电路板上；以及脉冲电流生成电路，使规定的脉冲电流流过上述导体。上述阵列型磁传感器基板使上述脉冲电流流过上述导体，从而生成校正时的基准磁场，并进行该阵列型磁传感器的检测灵敏度校正。

发明效果如下：

根据本发明能够提供一种阵列型磁传感器基板，该阵列型磁传感器基板在印刷电路板上具有一个或多个阵列型磁传感器。本发明的阵列型磁传感器基板不需要用于校正动态检测灵敏度的大型装置，就能容易进行校正。

附图说明

图1是本发明的阵列型磁传感器基板。

图2是说明本发明的脉冲电流的设定原理的图。

图3是说明现有的磁传感器头的图。

图4是说明现有的校正装置的图。

图5是说明现有的阵列型磁探伤装置的校正装置的图。

附图标记说明如下：

1印刷电路板

2阵列型磁传感器

3脉冲电流生成电路

4图案布线

10阵列型磁传感器基板

11、11a非磁性辊

11b导线

11c马达

15电流发生器

20校正装置

12(半导体磁传感器)阵列型磁传感器

13带钢

14软磁性体

15薄钢板

22磁化线圈

24磁化轭铁

30磁传感器头

30校正采样板

32a导体

33采样支承台

33a移动机构

34脉冲电流生成器

40校正装置

具体实施方式

以下，参照附图，关于本发明的一个实施例进行说明。

实施例

图1示出阵列型磁传感器基板10的结构。图1(a)是其平面图，图1(b)是从y-y’箭头所示方向观察的剖面图。

阵列型磁传感器基板10具有：印刷电路板1；阵列型磁传感器2，包括直线状地排列在印刷电路板1的一个面上的多个磁传感器；图案布线4，在阵列型磁传感器2的列轴的左右任意单侧或两侧，平行于该列轴，以规定的间隔印刷成形在印刷电路板1的平面上；以及脉冲电流生成电路3，使规定的脉冲电流过图案布线4。

关于该脉冲电流的设定，参照图2进行说明。在有限长的图案布线4中流过电流I时，在如图2(a)所示的几何学的位置关系的情况下，根据毕奥萨伐尔定律(ビオバ一ルの法則)，用下述式求得在离开图案布线4垂直距离R的P点上生成的磁通密度B。

B＝μ₀·I·(cosθ₁+cosθ₂)/(4π·R)

从而，用下述式求得赋予基准磁场的磁通密度B的导体电流。

I＝B·4πI·R/[μ₀·(cosθ₁+cosθ₂)]

在此，μ₀是真空导磁率，θ₁是连接P点和图案布线4左端的直线相对于图案布线4所成的角度，θ₂是连接P点和图案布线4右端的直线相对于图案布线4所成的角度。

实际上，由于图案布线4是有限的长度，因此，要在阵列型磁传感器的两端部中供给与中央部同样的磁场，如图2(b)所示，就必须要有过大的电流。从而，使图案布线4在所容许的磁场强度的偏差内比阵列型磁传感器2充分长。

例如，在使用于薄钢板中的微小缺陷的探伤的情况下，用市售的霍尔元件构成阵列型磁传感器2，使该霍尔元件的感磁面与图案布线4的平面距离R为2mm，这时，所施加的校正时的磁通密度B为1mT时所施加的电流成为10A程度。

在如图1所示的阵列型磁传感器2的列轴两侧设置2根导体，若将因两个导体中流过相互反向的电流而施加的磁场相加，则每一根导体的电流变为5A程度。由于只要所校正的磁场的施加时间为数ms程度的脉冲电流即可，因此，即使不对图案布线4采取特殊的散热对策，也可以仅使用印刷电路板上的图案布线来供给该电流值。

此外，由于能够把阵列型磁传感器2和生成所施加的磁场的导体4预先固定在印刷电路板1上的正确的位置上，所以，如以前那样地向阵列型磁传感器2施加一样的校正磁场，因此，不需要如下的校正装置，即，该校正装置具有对磁场的发生装置与阵列型磁传感器2的感磁面之间的位置进行微调的微调机构以及用于生成动态磁场的大型旋转机构等。

在必须要大电流的情况下，也可以替代图案布线，而在印刷电路板上固定阵列型磁传感器2和正确地固定位置的由铜等金属所成形的母线等的导体。

此外，由于不仅校正装置被小型化，而且能同时对阵列型磁传感器2分别施加动态磁场，因此，能以短时间进行精度良好的校正。

再有，本发明不限定于如上所述的实施例，也可以设置多列阵列型磁传感器，流过脉冲电流的图案布线4也可以根据所要求的校正磁场的条件而成为最优的截面形状，此外，所要求的校正磁场的波形也只要任意生成脉冲电流波形就可以，也可以根据成为对象的检测磁场所要求的条件，在不脱离本发明的主旨的范围内适当地改变。

Claims

1.一种阵列型磁传感器基板，在印刷电路板上具有一个或多个阵列型磁传感器，将多个磁传感器配置成一列而构成上述阵列型磁传感器，上述阵列型磁传感器基板的特征在于，具有：

上述印刷电路板；

阵列型磁传感器，直线状地排列在上述印刷电路板的一个面上；

导体，在上述阵列型磁传感器的列轴的左右的任意单侧或两侧，平行于该列轴以规定的间隔固定在上述印刷电路板上；以及

脉冲电流生成电路，使规定的脉冲电流流过上述导体，

使上述脉冲电流流过上述导体，从而生成校正时的基准磁场，并进行该阵列型磁传感器的检测灵敏度校正。

2.根据权利要求1所述的阵列型磁传感器基板，其特征在于，

上述导体为图案布线，该图案布线在上述阵列型磁传感器的列轴的左右的任意单侧或两侧，平行于上述列轴以规定的间隔印刷成形在上述印刷电路板的平面上，

使上述脉冲电流流过上述图案布线，从而生成校正时的基准磁场，并进行该阵列型磁传感器的检测灵敏度校正。

3.根据权利要求1所述的阵列型磁传感器基板，其特征在于，

使上述导体配置在距离上述阵列型磁传感器的列轴中心为等距离的左右位置上，并且左右位置上的上述导体中流过相互反方向的脉冲电流。