CN109952506B - 检查装置、检查方法以及非接触式传感器 - Google Patents

Abstract

提供非接触式传感器(10)以及使用其的检查方法，通过激励线圈(13)、第一检测线圈(11)以及第二检测线圈(12)构成磁回路，并且将第一检测线圈(11)和第二检测线圈(12)在磁回路上对称地构成。检查装置(20)包括：第一输入部(21)，被输入来自第一检测线圈(11)的信号；第二输入部(22)，被输入来自第二检测线圈(12)的信号；差计算部(23)，计算来自第一输入部(21)的第一信号与来自第二输入部(22)的第二信号的差；信号处理部(24)，对通过差计算部(23)计算出的差信号进行处理；以及振荡部(25)，生成对激励线圈(13)的激励信号以及对信号处理部(24)的参照信号，能够高灵敏度且简便地判断有无检查对象物、与成为基准的标准的物体的异同等。

Description

检查装置、检查方法以及非接触式传感器

技术领域

本发明涉及能以高灵敏度简便地进行检查的检查装置、检查方法以及被用于其上的非接触式传感器。

背景技术

作为非接触的检查技术已知有涡流探伤，即在试验体中流过涡电流，并检测该涡电流的变化作为试验线圈的变化。当试验线圈与试验体之间的距离(离开量)发生变化时，由于会产生大的噪音而妨碍检查，因此进行了二维探伤探针的开发(专利文献1)、θ探针的开发(专利文献2)。另外，通过利用了电磁感应的钢筋探测方法能够得到条痕、直径等各种信息(专利文献3)。

在先技术文献

非技术文献

非技术文献1：星川洋，特集，渦流探傷(涡流探伤)最近の渦流探傷の動向(最近的涡流探伤的动向)，検査技術(检查技术)Vol.9，No.1，1页～5页，2004年1月1日发行；

非技术文献2：廣島龍夫、藤本貴司、松永覚，特集渦流探傷(涡流探伤)θプローブを用いた溶接部と機械部品の探傷(使用了θ探针的焊接部和机械部件的探伤)，検査技術(检查技术)Vol.9，No.1，10页～14页，2004年1月1日发行；

非技术文献3：小井戸純司，特集渦流探傷(涡流探伤)電磁誘導を利用した鉄筋探査(利用了电磁感应的钢筋探测)，検査技術(检查技术)Vol.9，No.1，15页～19页，2004年1月1日发行；

非技术文献4：橋本光男(桥本光男)，特集渦流探傷(涡流探伤)渦流探傷における解析技術の現状(涡流探伤中的解析技术的现状)，検査技術(检查技术)Vol.9，No.1，6页～9页，2004年1月1日发行；

非技术文献5：星川洋、小川潔、三橋宗太郎，一様渦電流プローブによる磁性体の渦流探傷と漏洩磁束探傷について(关于利用均匀涡电流探针的磁性体的涡流探伤和泄漏磁通探伤)，非破壊検査(非破坏检查)第54卷第2号，2005年2月。

发明内容

发明所要解决的问题

在这些技术中，无法以高灵敏度简便地判断有无各种物体、检查对象物是否与成为基准的标准的物体不同等。

因此，本发明的目的在于提供检查装置、检查方法以及用于其的非接触式传感器，能够高灵敏度且简便地判断有无检查对象物、与成为基准的标准的物体的异同等。

用于解决问题的手段

本发明具有以下构思。

[1]一种检查装置，被安装有非接触式传感器，

所述非接触式传感器包括激励线圈、第一检测线圈以及第二检测线圈，通过所述激励线圈、所述第一检测线圈以及所述第二检测线圈构成磁回路，所述第一检测线圈与所述第二检测线圈在磁回路上对称地构成，

所述检查装置包括：

第一输入部，被输入来自所述第一检测线圈的信号；

第二输入部，被输入来自所述第二检测线圈的信号；

差计算部，对来自所述第一输入部的第一信号与来自所述第二输入部的第二信号的差进行计算，

信号处理部，对通过所述差计算部计算出的差信号进行处理；以及

振荡部，生成对所述激励线圈的激励信号和对所述信号处理部的参照信号。

[2]如所述[1]的检查装置，其中，所述振荡部使频率阶段性地变化而振荡。

[3]如所述[1]或[2]的检查装置，其中，

所述第一检测线圈与成为基准的材料磁耦合，通过成为所述基准的材料、所述第一检测线圈以及所述激励线圈构成第一磁回路，

所述第二检测线圈与测量对象物磁耦合，通过所述测量对象物、所述第二检测线圈以及所述激励线圈构成第二磁回路，

通过所述差计算部计算所述差，对在所述第一磁回路中流过的磁通和在所述第二磁回路中流过的磁通进行比较。

[4]如所述[1]至[3]中任一项的检查装置，包括控制部，所述控制部在与外部之间进行数据的输入输出，并且对所述第一输入部、所述第二输入部、所述差计算部以及所述信号处理部进行控制。

[5]一种非接触式传感器，包括激励线圈、第一检测线圈以及第二检测线圈，

所述激励线圈、所述第一检测线圈以及所述第二检测线圈构成磁回路，

所述第一检测线圈和所述第二检测线圈在磁回路中被对称地构成。

[6]如所述[5]的非接触式传感器，其中，

所述第一检测线圈和所述第二检测线圈相对于所述激励线圈正交地配置，所述第一检测线圈和所述第二检测线圈分别通过一个线圈或串联连接的多个线圈构成。

[7]如所述[5]的非接触式传感器，其中，

所述第一检测线圈和所述第二检测线圈相对于所述激励线圈在同一轴上配置。

[8]一种检查方法，其中

使用所述[5]的非接触式传感器，

预先使所述第一检测线圈与成为基准的材料磁耦合，

使所述第二检测线圈与测量对象物磁耦合，向所述激励线圈输入激励信号，求出来自所述第一检测线圈的信号和来自所述第二检测线圈的信号的差，根据该差判断测量对象物与成为基准的材料在物性上或尺寸上是否不同。

[9]如所述[8]的检查方法，其中，使所述激励信号的频率阶段性地变化。

发明效果

根据本发明，能够提供一种检查装置、检查方法以及用于其的非接触式传感器，能够高灵敏度且简便地判断有无检查对象物、与成为基准的标准的物体的异同等。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的检查系统的构成图；

图2是图1所示的非接触式传感器的构成图；

图3是示出在图1所示的检查系统中使用的检查原理的图；

图4是与图2不同的非接触式传感器，(a)是示意图，(b)是立体图；

图5是与图2以及图4不同的非接触式传感器的构成图；

图6是与图2、图4以及图5不同的非接触式传感器的构造图；

图7是示出实施例的结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明，图示的方式是用于实施本发明的最佳方式之一，在本发明的范围内也包含适当变更的内容。

[检查系统]

图1是本发明的实施方式涉及的检查系统的构成图。检查系统1包含非接触式传感器10、检查装置20、以及控制检查装置20的终端装置40而构成。终端装置40由保存预定的程序的计算机构成，进行各种输入、显示等。计算机包含个人计算机、平板电脑等。

非接触式传感器10包括第一检测线圈11、第二检测线圈12以及激励线圈13，通过第一检测线圈11、第二检测线圈12以及激励线圈13构成磁回路。这里，优选的是第一检测线圈11与第二检测线圈12相对于激励线圈13在磁回路上看对称构成。其详细情况后面叙述。

检查装置20包括：第一输入部21、第二输入部22、差计算部23、信号处理部24、振荡部25、控制部26、第一放大部27、第二放大部28、第三放大部29以及第四放大部30。

第一输入部21通过布线与第一检测线圈11连接，被输入来自第一检测线圈11的信号，该信号被输出到第一放大部27。第二输入部22通过布线与第二检测线圈12连接，被输入来自第二检测线圈12的信号，该信号被输出到第二放大部28。

差计算部23计算来自第一输入部21的信号(也称为“第一检测信号”。)与来自第二输入部22的信号(也称为“第二检测信号”。)的差。在图1所示的构成图中，第一放大部27对来自第一输入部21的信号的振幅进行放大，第二放大部28对来自第二输入部22的信号的振幅进行放大。因此计算来自第一放大部27的放大信号与来自第二放大部28的放大信号的差，该差信号通过经由第三放大部29而被放大，并被输出到信号处理部24。

信号处理部24对从差计算部23输入的差信号使用来自振荡部25的参照信号，计算差信号相对于激励信号的变化。信号处理部24由于具有傅里叶变换功能，因此将时间轴的信号变换为频率轴的信号。

振荡部25通过来自控制部26的控制信号以预定的频率产生预定大小的信号。通过振荡生成的信号作为激励信号和参照信号而被分支，激励信号被输出到激励线圈13，参照信号被输出到信号处理部24。激励信号被第四放大部30放大，并被输出到激励线圈13。

控制部26在与外部终端装置40之间进行数据和信号的输入输出，并对第一输入部21、第二输入部22、差计算部23以及信号处理部25进行控制。控制部26调整第一放大部27至第四放大部30的放大率。

[非接触式传感器]

图2是在图1中示意地示出的非接触式传感器10的构成图。非接触式传感器10包含以下来构成：与第一输入部21经由布线连接的第一检测线圈11；与第二输入部22经由布线连接的第二检测线圈12；以及与第四放大部30经由布线连接的激励线圈13。在图2所示的方式中，具有磁路形成部件14，该磁路形成部件14具有H形状。磁路形成部件14通过纵向延伸的第一磁路形成部14a和纵向延伸的第二磁路形成部14b与横向延伸的第三磁路形成部14c的两侧连结来构成。此外，磁路形成部件14可以将铁制的棒材之间连结，由于保持第一检测线圈11、第二检测线圈12以及激励线圈13，因此也可以称为支承部件。另外，磁路形成部件14由铁氧体等形成，成为磁轭。

对第一检测线圈11进行说明。线圈15a、15b被安装于第一磁路形成部14a以及第二磁路形成部14b中与和第三磁路形成部14c的连结位置相比靠一侧的位置。即，线圈15a被安装在第一磁路形成部14a，线圈15b被安装在第二磁路形成部14b，通过将线圈15a与线圈15b串联地连接，来构成第一检测线圈11。此时，通过第一检测线圈11、第一磁路形成部14a以及第二磁路形成部14b形成环状的磁场。此外，线圈15a、线圈15b不需要被串联连接，可以被安装在线圈15a、15b的某一个磁路形成部上。

对第二检测线圈12进行说明。线圈16a、16b分别被安装于第一磁路形成部14a以及第二磁路形成部14b中与和第三磁路形成部14c的连结位置相比靠另一侧的位置。即，线圈16a被安装于第一磁路形成部14a，线圈16b被安装于第二磁路形成部14b，通过将线圈16a和线圈16b串联地连接来构成第二检测线圈12。此时，通过第二检测线圈12、第一磁路形成部14a以及第二磁路形成部14b形成环状的磁场。此外，不需要将线圈16a、线圈16b串联连接，可以安装于线圈16a、16b的某一个磁路形成部。

激励线圈13通过将线圈安装于第三磁路形成部14c来构成。

这里，优选的是：构成第一检测线圈11的线圈15a和线圈15b与构成第二检测线圈12的线圈16a和线圈16b的线圈的形状、尺寸、绕组的粗细、卷绕数等参数设为相同。这是基于以下的检查原理的。

[原理以及基于此的检查方法]

图3是示出在图1所示的检查系统中使用的检查原理的图。非接触式传感器10通过第一检测线圈11、第二检测线圈12以及激励线圈13构成磁回路，第一检测线圈11与第二检测线圈12在磁回路上对称地构成。因此，来自一个激励线圈13的磁力线被分支为贯穿第一检测线圈11的磁力线F_M和贯穿第二检测线圈12的磁力线F_M，如一个磁力线F_M所示，形成贯穿激励线圈13和第一检测线圈11的第一磁回路，如另一个磁力线F_M所示，形成贯穿激励线圈13和第二检测线圈12的第二磁回路。

这里，“第一检测线圈11与第二检测线圈12在磁回路上对称地形成”是指：在一个区域中产生的磁通通过在空间上对称的面被分为两个磁通，并分别形成磁回路，各磁回路在该面上对称的区域之间的磁通相等。当第一检测线圈11与第二检测线圈12在磁回路上对称地形成时，流过第一检测线圈11的磁通与流过第二检测线圈12的磁通在该面上对称的区域之间相等，流过第一检测线圈11的磁场与流过第二检测线圈12的磁场其强度相等，朝向也相同。在图3的(a)中，如虚线箭头所示，磁力线F_M在第一磁回路与第二磁回路中是同样的。

因此，在差计算部23中，由于第一检测信号与第二检测信号相等，因此如果忽略噪声，则来自差计算部23的输出信号为零。由于上述，以下的检查方法被导出。如果在设置与空气不同的、具有导磁率、导电率等物性的物体的场所朝向第一检测线圈11或者第二检测线圈12的头部配置，则当在该场所存在物体时，从差计算部23输出差信号。如果该输出值超过一定的范围，则优选的是能够根据有无输出来检测有无物体。

在本发明的实施方式中，基于该检测原理而列举了各种检测方法。

第一是：朝向第二检测线圈12的头部配置作为磁性体的物体42。于是，第二检测线圈12侧的磁场变强。不使从激励线圈13产生的磁场变化而预先设为一定，由此第一检测线圈11侧的磁场变强。在图3的(b)中如虚线箭头所示，磁力线F_M在第一磁回路与第二磁回路中不同。

现在，将来自朝向第一检测线圈11、第二检测线圈12什么也未配置时的第一检测线圈11、第二检测线圈12的信号分别设为F₁、F₂。来自朝向第二检测线圈12配置了作为磁性体的物体42时的第一检测线圈11的信号为F_1-α(<F₁)，来自第二检测线圈12的信号为F₂+β(>F₂)。因此，来自差计算部23的差信号为-α-β。

因此，不仅检测出来自第一检测线圈11的信号的变化、来自第二检测信号12的信号的变化，而且能够以其变化量的两倍程度的灵敏度检测出作为磁性体的物体42。由于α的值和β的值在逻辑上相等，因此在基于该方法的检测中，为两倍的高灵敏度的精度。

这里，由于激励线圈13是一个，在第一检测线圈11侧的第一磁回路与第二检测线圈12侧的第二磁回路中被兼用，因此能够通过简便的方法进行这样极高精度的检测。

此外，如在第一磁回路中流动的磁通的变化量在第二磁回路流动或者在第二磁回路中流动的磁通的变化量在第一磁回路中流动那样，如果第一检测线圈11侧的第一磁回路与第二检测线圈12侧的第二磁回路被并联连接，不一定需要激励线圈13是一个。

第二是：当将物体41与第一检测线圈11磁耦合地配置、将物体42与第二检测线圈12磁耦合地配置时，如果物体41与物体42的导磁率、导电率等在物性上相等、在厚度等的尺寸上也相等，则不从差计算部23输出信号。

如果作为物体41而配置成为基准的材料，作为物体42而配置测量对象物，则能够辨别测量对象物与成为基准的材料在物性上以及/或者尺寸上是否相同。

具体地能够按照以下步骤进行检查。

首先，将成为标准的物体41分别朝向第一检测线圈11和第二检测线圈12配置。然后，向激励线圈13输出激励信号，为了使来自第一检测线圈11的信号和来自第二检测线圈12的信号的差信号为零，而调整第一放大部27、第二放大部28的一者或者两者的放大率。此外，该调整不一定需要在检查时进行。

接着，将第一检测线圈11侧、第二检测线圈12侧的任一个与检查对象物置换。然后，向激励线圈13输入激励信号，判断有无来自第一检测线圈11的信号和来自第二检测线圈12的信号的差信号的输出。如果根据差信号而有输出，则能够判断为检查对象物42与成为基准的标准的物体41不同。

基于该检查方法的检测灵敏度依赖于第一检测线圈11、第二检测线圈12的磁对称性，即依赖于机械的以及/或者磁性的制作的精度、成为标准的物体与测量对象物的物性的相似性。

图2所示的非接触式传感器10包括激励线圈13、第一检测线圈11以及第二检测线圈12，由这些构成磁回路，第一检测线圈11与第二检测线圈12在磁回路上对称地配置而构成。特别是如图2所示，第一检测线圈11相对于激励线圈13正交地配置，第二检测线圈12相对于激励线圈13正交地配置，第一检测线圈11通过一个线圈或者被串联连接的多个线圈15a、15b构成，第二检测线圈12通过一个线圈或者被串联连接的多个线圈16a、16b构成。因此，非接触式传感器10为以下构造：将第一检测线圈11中的与基准的状态的差异的检测直接反映到第二检测线圈12中的与基准的状态的差异的检测。

如以上说明的那样，根据本发明的实施方式，能够高灵敏度地且简便地判断有无检查对象物、与成为基准的标准的物体的异同等。在前述的说明中，当在第一检测线圈11与第二检测线圈12侧的任一个中都配置相同的物体之后，输出向激励线圈13的激励信号，为了使来自差计算部23的输出为零，而调整第一放大部27、第二放大部28的任一者或者两者。

这是非接触式传感器10的调整的一例，可以如以下那样。在第一检测线圈11和第二检测线圈12侧的任一者中什么也不配置而向激励线圈13输出激励信号，并预先存储来自差计算部23的输出值。之后，当在第一检测线圈11侧、第二检测线圈12侧的任一者中配置检查对象物42、且在差计算部23中计算来自第一检测线圈11的信号与来自第二检测线圈12的信号的差时，可以减去预先存储的输出值。或者，当在第一检测线圈11和第二检测线圈12侧的任一者中都配置了相同的物体41之后，输出向激励线圈13的激励信号，并预先存储来自差计算部23的输出值。之后，将第一检测线圈11侧、第二检测线圈12侧的任一者的物体41与检查对象物42置换，当在差计算部23中计算来自第一检测线圈11的信号与来自第二检测线圈12的信号的差时，可以减去预先存储的输出值。

此外，可以在第一检测线圈11和第二检测线圈12侧的任一者中都不配置相同的物体，调整第一放大器27、第二放大器28的任一者或者两者，或者存储来自差计算部23的输出值并当检查时减去该输出值。

[非接触式传感器的变形]

图4示出与图2不同的非接触式传感器，(a)是示意图，(b)是立体图。非接触式传感器50包含以下来构成：与第一输入部21通过布线连接的第一检测传感器51、与第二输入部22通过布线连接的第二检测传感器52以及与第四放大部30通过布线连接的激励线圈53。

在图4所示的方式中，具有磁路形成部件54。磁路形成部件54包括第一磁路形成部54a和第二磁路形成部54b。第一磁路形成部54a包括圆筒状的外周部54c以及距该外周部54c的上下端等距离地设置的圆盘状的连结部54d。第二磁路形成部54b包括从连结部54d在上下方向上安装用的轴部54e、54f。磁路形成部件54可以将铁制的部件彼此之间连结，由于保持第一检测线圈51、第二检测线圈52以及激励线圈53，因此也可以称为支承部件。磁路形成部件54由铁氧体等形成，为磁轭。

激励线圈53通过上侧线圈53a与下侧线圈53b串联连接来构成。上侧线圈53a以在上侧的轴部54e与连结部54d对置的方式被安装，下侧线圈53b以在下侧的轴部54f与连结部54d对置的方式被安装。激励线圈53的上侧线圈53a与下侧线圈53b通过绕组而被连接，以如虚线所示的箭头那样形成磁力线F_M。

因此，来自上侧线圈53a的磁力线F_M贯穿第一检测线圈51，来自下侧线圈53b的磁力线F_M贯穿第二检测线圈52，如贯穿上侧线圈53a和第一检测线圈51的磁力线F_M所示的那样形成第一磁回路，如贯穿下侧线圈53b和第二检测线圈52的磁力线F_M所示的那样形成第二磁回路，在作为圆环状的部分的连结部54中，磁力线F_M在基准状态下以相等的大小在相同的方向上重合，并在第一磁回路和第二磁回路中并联连接。

因此，即使激励线圈53由两个线圈53a、53b构成，第一检测线圈51侧的第一磁回路与第二检测线圈52侧的第二磁回路被并联连接，在第一磁回路中流动的磁通的变化量在第二磁回路中流动，或者在第二磁回路中流动的磁通的变化量在第一磁回路中流动。

此外，第一检测线圈51被安装在上侧的轴部54e，第二检测线圈52被安装在下侧的轴部54f。第一检测线圈51被安装在上侧的轴部54e的顶端侧，第二检测线圈52被安装在下侧的轴部54f的顶端侧。

图4所示的非接触式传感器50以构成磁回路的方式而包括激励线圈53、第一检测线圈51以及第二检测线圈52，第一检测线圈51与第二检测线圈52在磁回路中对称地构成。特别是如图4所示，第一检测线圈51和第二检测线圈52相对于激励线圈53在同一轴上配置。因此，非接触式传感器50为以下构造：第一检测线圈51中的与基准的状态的差异的检测被直接反映到第二检测线圈52中的与基准的状态的差异的检测。

图5是与图2和图4不同的非接触式传感器的构造图。非接触式传感器60包括以下来构成：与第一输入部21通过布线连接的第一检测线圈61、与第二输入部22通过布线连接的第二检测用线圈62以及与第四放大部30通过布线连接的激励线圈63。在图5所示的方式中，具有磁路形成部件64，该磁路形成部件64具有H形状。磁路形成部件64被构成为作为长度方向的横向延伸的第一磁路形成部64a和第二磁路形成部64b与在宽度方向的纵向延伸的第三磁路形成部64c的两侧连结。此外，磁路形成部件64可以将铁制的部件彼此之间连结，由于保持第一检测线圈61、第二检测线圈62以及激励线圈63，因此也可以称为支承部件。另外，磁路形成部件64由铁氧体等形成，为磁轭。

第一检测线圈61被安装于第一磁路形成部64a中相对于与第三磁路形成部64c的连结位置的一侧。第二检测线圈62被安装于第一磁路形成部64a中相对于与第三磁路形成部64c的连结位置的另一侧。

激励线圈63由两个线圈63a、63b构成，线圈63a被安装于第一磁路形成部64a中与第三磁路形成部64c的连结位置的一侧。线圈63b被安装于第一磁路形成部64a中与第三磁路形成部64c的连结位置的另一侧。

因此，来自线圈63a的磁力线F_M贯穿第一检测线圈61，来自线圈63b的磁力线F_M贯穿第二检测线圈62，如贯穿线圈63a和第一检测线圈61的磁力线F_M所示的那样形成第一磁回路，如贯穿线圈63b和第二检测线圈62的磁力线F_M所示的那样形成第二磁回路，在第三磁路形成部件64c中，磁力线F_M在基准状态下以相等的大小在相同的方向上重合，并在第一磁回路和第二磁回路中并联连接。

因此，即使由两个线圈63a、63b构成激励线圈63，第一检测线圈61侧的第一磁回路与第二检测线圈62侧的第二磁回路也被并联连接，在第一磁回路中流动的磁通的变化量在第二磁回路中流动，或者在第二磁回路中流动的磁通的变化量在第一磁回路中流动。

图5所示的非接触式传感器60包括激励线圈63、第一检测线圈61以及第二检测线圈62，并由这些构成磁回路，第一检测线圈61与第二检测线圈62在磁回路上对称地配置构成。特别是，如图5所示，第一检测线圈61与第二检测线圈62相对于激励线圈63在同一轴上配置，激励线圈63由线圈63a和线圈63b构成，磁路形成部件64通过将作为长度方向的部件的第一和第二磁路形成部件64a、64b与作为宽度方向的部件的第三磁路形成部件64c连结来构成。线圈63a和线圈63b通过相对于同一轴而基本正交的第三磁路形成部64c划分为第一检测线圈61侧和第二检测线圈62侧，并被分别安装到第一磁路形成部件64a。由此，非接触式传感器60成为以下的构造：第一检测线圈61中的与基准的状态的差异的检测被直接反映到第二检测线圈62中的与基准的状态的差异的检测。

图6是与图2、图4以及图5不同的非接触式传感器的概念图。非接触式传感器70包含与第一输入部21通过布线连接的第一检测线圈71、与第二输入部22通过布线连接的第二检测线圈72、与第四放大部30通过布线连接的激励线圈73、以及保持第一检测线圈71、第二检测线圈72以及激励线圈73的支承部件74而构成。支承部件74在图6所示的形态下具有棒状的I形状。支承部件74可以将铁制的棒材之间连结。支承部件74以铁氧体等形成，成为磁轭。

第一检测线圈71被安装于支承部件74的一端部，第二检测线圈72被安装于支承部件74的另一端部，激励线圈73由两个线圈73a、73b构成，并被安装于距支承部件74的两端的距离相等的位置。支承部件74包括支承作为激励线圈73的一部分的线圈73a的第一支承部74a、支承作为激励线圈73的剩下一部分的线圈73b的第二支承部74b、以及连结第一支承部74a和第二支承部74b的连结部74c而构成，至少连结部74c由非磁性材料构成。线圈73a与线圈73b以产生相同大小的磁场的方式构成，线圈73a和线圈73b沿着支承部件74分离开配置。因此，由线圈73a产生的磁场和由线圈73b产生的磁场互相排斥而不重叠。此外，线圈73a与线圈73b以相对于上下的轴向产生反向的磁场的方式被串联连接，该被串联连接的一对线圈的两端与第四放大部30通过布线连接。或者，线圈73a、73b的两端并列地与第四放大部30通过布线连接，以使线圈73a与线圈73b相对于上下的轴向产生反向的磁场。

因此，来自线圈73a的磁力线F_M贯穿第一检测线圈71，来自线圈73b的磁力线F_M贯穿第二检测线圈72，如贯穿线圈73a和第一检测线圈71的磁力线F_M所示的那样形成第一磁回路，如贯穿线圈73b和第二检测线圈72的磁力线F_M所示的那样形成第二磁回路，在第一磁回路中产生的磁场分布与在第二磁回路中产生的磁场分布上下对称。另外，为了不易受到外界的影响，与支承部件74不同地设置圆筒状的磁路形成部件75，其中，优选设置支承第一检测线圈71、第二检测线圈73、励磁线圈73的支承部件74。磁路形成部件75优选由铁氧体等制作。

非接触式传感器70在周向上也是对称，在轴部分安装有第一检测线圈71、第二检测线圈72以及激励线圈73，通过缩小轴部分的尺寸宽度，而具有较高的检测分辨率。因此，即使微小区域的检查或检查对象物小也能够应对。

图6所示的非接触式传感器70包括激励线圈73、第一检测线圈71以及第二检测线圈72，通过这些构成磁回路，第一检测线圈71与第二检测线圈72在磁回路上对称地配置来构成。特别是，如图6所示，第一检测线圈71与第二检测线圈72相对于激励线圈73在同一轴上配置。因此，非接触式传感器70为以下构造：第一检测线圈71中的与基准的状态的差异的检测被直接反映到第二检测线圈72中的与基准的状态的差异的检测。在如此的非接触式传感器70中，在线圈73a与线圈73的间隙的区域中磁场相斥，因此例如当第一检测线圈71侧的磁场增强时，第二检测线圈72侧的磁场受到影响，第二检测线圈72侧的磁场减弱。相反地，当第二检测线圈72侧的磁场增强时，第一检测线圈71侧的磁场受到影响，第一检测线圈71侧的磁场减弱。因此，在第一检测线圈71与第二检测线圈72中的检测信号的差变大，检测灵敏度提高。

[检查方法的变形]

检查方法不限于上述的方式，可以如下变更。使由振荡部25生成的信号在预定的频率的范围内、例如在从1kHz到1000kHz之间阶段性地变化。来自测量物质的信号按照每个测量频率而变化，其变化的状况一般按照每个物质而不同，因此查找在更多频率下的信号的变化，由此辨别精度提高。检测对象物的形状、尺寸、以及检查对象物与传感器之间的位置关系对差信号产生影响，如果检测对象物的形状、尺寸、以及检查对象物与传感器的位置关系每次测量而一致时，能够判断更微妙的差异。另外，检查对象物的大小与传感器的大小相比，在大到检查对象物的形状、尺寸以及检查对象物与传感器之间的位置关系能够忽略的情况下，不管传感器位置相对于检查对象物质如何，都能够判断检查对象物的素材的差异。

从终端装置40去除保存在信号处理部24中的数据，将从差计算部23输出的信号的频率依赖性、即按照每个信号的频率而不同的振幅和相位的信息表现在复平面上，能够可视地把握反映了检查对象物42的物性的状态。如前所述，当使测量频率变化时，能够将相对于激励信号的差信号的变化在复平面上不是作为点求出，而是作为轨迹求出。

由此，根据检查对象物42或成为基准的材料41的物性值(导磁率、导电率等)、成为标准的尺寸等，由第一检测线圈检测的信号和由第二检测线圈检测的信号产生差，由此能够实现更高精密的检查。

实施例

制作了如图3所示的非接触式传感器10。将覆盖聚酯的铜线作为卷绕线使用，制作五个卷绕到线轴上的部件，针对H形状的磁路形成部件14，在第三磁路形成部14c上安装一个，在第一磁路形成部14a与第二磁路形成部14b中相对于与第三磁路形成部14c的连接部位的上下位置分别各安装一个。磁路形成部件14作为材质而使用了纯铁的部件。H形状的磁路形成部件14将第一磁路形成部14a、第二磁路形成部14b的长度设为约7cm，将第一磁路形成部14a与第二磁路形成部14b的中心间隔设为约3.5cm。

振荡部25对频率从10kHz到100kHz之间的91个区间一并扫描。作为扫描间隔而设为1kHz，将从输出开始到来自检查物的响应信号稳定为止的待机时间作为动作稳定待机时间而设为10msec(毫秒)。

在第一检测线圈11侧什么也不配置，将空气设为测量对象。在第二检测线圈12侧配置纵向100mm×横向100mm×厚度3mm的板。在第二检测线圈12与作为测量对象物42的板之间不设置间隙。即，设为没有离开量的的状态。

作为板的材质设为SUS304、SUS316、黄铜、铝、铜、铁六个种类。

图7是将各板相对于第二检测线圈配置时的差信号显示在复平面上时的曲线图。横轴是实轴，纵轴是虚轴。如图7所示，差信号根据板的材质在SUS304的情况下如“△”标绘点那样，在SUS316的情况下如“▲”标绘点那样，在黄铜的情况下如“○”标绘点那样，在铝的情况下如“□”标绘点那样，在铜的情况下如“■”标绘点那样，在铁的情况下如“●”标绘点那样，差信号不同。由此，根据本发明的实施方式涉及的检查方法，能够辨别测量对象物的材质。

例如，针对成为基准的物体41，作为测量对象物42的物体不同时，即使尺寸相同，由于差信号在复平面上的行为不同，因此可知是与基准物质不同的材料的测量对象物。另外，在该实施例中，将频率从10kHz增加到100kHz。图7的各标绘点是按照每个频率的数据。针对铁的采样，如10Kz、20kHz、30kHz部分示出的那样按照每个频率发生变化。因此，当使测量频率变化时，能够将相对于激励信号的差信号的变化在复平面上不是作为点求出，而是作为轨迹求出。

[表1]

表1是示出能够估计检查对象物与成为基准的物体材质不同的可能性的大小的表。当不同材质的可能性高时，标识圆圈(○)，当低时标注三角形(△)。铁能够与其他材质区别，铜能够与除去铝之外的材质区别，铝能够与除去铜之外的材质区别，SUS316能够与除去SUS304之外的材质区别。此外，关于铜、铝、黄铜的任一个的组，差异不大。

根据本发明的实施方式，由于检查对象物和成为基准的材料的物性值(导磁率、导电率等)、成为标准的尺寸等，由第一检测线圈检测的信号与由第二检测线圈检测的信号产生差，由此能够实现高精密的检查。特别是，通过使频率阶段性地变化来分析差的频率响应信号，即使针对在单一的频率难以辨别的检查对象，也能够实现灵敏度好的检查。另外，将非接触式传感器小型化，将检查装置设为单元构成，在外部的计算机上搭载应用程序，由此作为整体能够系统化、小型化。

通过使用在本发明的实施方式中的非接触式传感器以及检查系统，能够立刻判断异物的混入、实施的热处理未达到基准的素材等。因此，通过在工厂线上设置一个或者多个非接触式传感器以及检查系统，能够在量产工序中进行各种检查。另外，在本检查系统中，由于能够以高灵敏度检查细微的变化，因此能够监视由于金属内部的裂纹或结晶的异常而引起的物理量。所得到的差信号的波形由于金属而不同，通过分析其波形，能够根据波形的紊乱进行素材的辨别、估计生锈、裂纹、金属疲劳等。根据本发明的实施方式涉及的非接触式传感器以及检查系统，能够进行如此多样的分析。

符号说明

1：检查系统

10：非接触式传感器

11：第一检测线圈

12：第二检测线圈

13：激励线圈

14：磁路形成部件

14a：第一磁路形成部

14b：第二磁路形成部

14c：第三磁路形成部

15a、15b、16a、16b：线圈

20：检查装置

21：第一输入部

22：第二输入部

23：差计算部

24：信号处理部

25：振荡部

26：控制部

27：第一放大部

28：第二放大部

29：第三放大部

30：第四放大部

41：物体(成为基准的材料)

42：物体(检查测量物)

50：非接触式传感器

51：第一检测传感器

52：第二检测传感器

53：激励线圈

53a：上侧线圈

53b：下侧线圈

54：磁路形成部件

54a：第一磁路形成部

54b：第二磁路形成部

54c：外周部

54d：连结部

54e，54f：轴部

60：非接触式传感器

61：第一检测线圈

62：第二检测用线圈

63：激励线圈

63a,63b：线圈

64：磁路形成部件

64a：第一磁路形成部

64b：第二磁路形成部

64c：第三磁路形成部

70：非接触式传感器

71：第一检测线圈

72：第二检测用线圈

73：激励线圈

73a,73b：线圈

74：支承部件

74a：第一支承部。

74b：第二支承部

74c：连结部

75：磁路形成部件

Claims (13)

1.一种检查装置，包括：

非接触式传感器，通过激励线圈、第一检测线圈以及第二检测线圈构成磁回路，所述第一检测线圈与所述第二检测线圈在磁回路上对称地构成，

第一输入部，被输入来自所述第一检测线圈的信号；

第二输入部，被输入来自所述第二检测线圈的信号；

差计算部，对来自所述第一输入部的第一信号与来自所述第二输入部的第二信号的差进行计算；

信号处理部，对通过所述差计算部计算出的差信号进行处理；

振荡部，生成对所述激励线圈的激励信号和对所述信号处理部的参照信号；以及

控制部，对所述第一输入部、所述第二输入部、所述差计算部、所述信号处理部以及所述振荡部进行控制，

所述控制部如下地控制：向所述激励线圈输入激励信号，并在预定的频率范围以预定的扫描间隔使频率阶段性地变化而振荡，

在每次扫描的频率中使用所述参照信号获取相对于所述激励信号的所述差信号，

通过傅里叶变换将每次所述扫描的所述差信号从时间轴变换为频率轴的信号，

将所述预定的频率范围的频率轴的信号表示在复平面上。

2.如权利要求1所述的检查装置，其中，

所述第一检测线圈与成为基准的材料磁耦合，通过成为所述基准的材料、所述第一检测线圈以及所述激励线圈构成第一磁回路，

所述第二检测线圈与测量对象物磁耦合，通过所述测量对象物、所述第二检测线圈以及所述激励线圈构成第二磁回路，

通过所述差计算部计算所述差，对在所述第一磁回路中流过的磁通和在所述第二磁回路中流过的磁通进行比较。

3.如权利要求1所述的检查装置，其中，

所述控制部进行控制，以通过基于所述差信号的所述预定的频率范围的频率轴的信号来判断测量对象物与成为基准的材料在物性上或尺寸上是否不同。

4.如权利要求1所述的检查装置，所述控制部在与外部之间进行数据的输入输出。

5.如权利要求1所述的检查装置，其中，

所述第一检测线圈和所述第二检测线圈相对于所述激励线圈正交地配置，所述第一检测线圈和所述第二检测线圈分别通过一个线圈或串联连接的多个线圈构成。

6.如权利要求1所述的检查装置，其中，

所述第一检测线圈和所述第二检测线圈相对于所述激励线圈在同一轴上配置。

7.如权利要求1所述的检查装置，包括：

第一放大部，被连接在所述第一输入部与所述差计算部之间；

第二放大部，被连接在所述第二输入部与所述差计算部之间；以及

第三放大部，被连接在所述差计算部与所述信号处理部之间。

8.如权利要求1所述的检查装置，包括：

第四放大部，被连接在所述激励线圈与所述振荡部之间。

9.如权利要求2所述的检查装置，包括：

终端装置，与所述信号处理部连接，

所述终端装置去除保存在所述信号处理部中的所述测量对象物的数据，并将所述测量对象物的频率特性表示在复平面上。

10.一种检查方法，其中，

使用检查装置，所述检查装置包括：

非接触式传感器，通过激励线圈、第一检测线圈以及第二检测线圈构成磁回路，所述第一检测线圈和所述第二检测线圈在磁回路中被对称地构成；

第一输入部，被输入来自所述第一检测线圈的信号；

第二输入部，被输入来自所述第二检测线圈的信号；

差计算部，对来自所述第一输入部的第一信号与来自所述第二输入部的第二信号的差进行计算；

信号处理部，对通过所述差计算部计算出的差信号进行处理；

振荡部，生成对所述激励线圈的激励信号和对所述信号处理部的参照信号；以及

控制部，对所述第一输入部、所述第二输入部、所述差计算部、所述信号处理部以及所述振荡部进行控制，

在预定的频率范围以预定的扫描间隔使频率阶段性地变化而振荡，

在每次扫描的频率中使用所述参照信号获取相对于所述激励信号的所述差信号，

通过傅里叶变换将每次所述扫描的所述差信号从时间轴变换为频率轴的信号，

将所述预定的频率范围的频率轴的信号表示在复平面上，

使所述第一检测线圈与成为基准的材料磁耦合，

使所述第二检测线圈与测量对象物磁耦合，向所述激励线圈输入激励信号，求出来自所述第一检测线圈的信号与来自所述第二检测线圈的信号的差，通过所述差来判断所述测量对象物与成为基准的材料在物性上或尺寸上是否不同。

11.如权利要求10所述的检查方法，其中，

所述第一检测线圈侧的所述成为基准的材料为空气。

12.如权利要求10所述的检查方法，其中，

当在所述第一检测线圈和所述第二检测线圈侧的任一者中什么也不配置或者都配置了相同的物体之后，输出向所述激励线圈的激励信号，存储来自所述差计算部的输出值，

之后，将所述第一检测线圈侧、所述第二检测线圈侧的任一者与所述测量对象物置换，当在所述差计算部中计算来自所述第一检测线圈的信号与来自所述第二检测线圈的信号的差时，减去存储的所述输出值。

13.如权利要求10所述的检查方法，其中，

所述检查装置包括：

第一放大部，被连接在所述第一输入部与所述差计算部之间；

第二放大部，被连接在所述第二输入部与所述差计算部之间；以及

第三放大部，被连接在所述差计算部与所述信号处理部之间，

在所述第一检测线圈侧和所述第二检测线圈侧的任一者中都不配置相同的物体，调整所述差以使其成为零时，调整所述第一放大部、所述第二放大部的任一者的放大率或两者的放大率，或者存储来自所述差计算部的输出值并当检查时减去该输出值。

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