CN111417851A - 缺陷测定装置、缺陷测定方法以及检查探头 - Google Patents

Abstract

检查探头(100)具备：磁轭(1)、磁铁(2)以及对在磁性体管(P)所形成的磁路中流过的磁通密度进行检测的霍尔元件(3)，磁轭(1)的第2外周面(12a)位于比第1外周面(11a)更靠磁性体管(P)侧的位置。

Description

缺陷测定装置、缺陷测定方法以及检查探头

技术领域

本发明涉及一种对由磁性体构成的构件的缺陷进行测定的缺陷测定装置、缺陷测定方法、以及在上述缺陷的测定中使用的检查探头。

背景技术

以往，作为用于调查磁性体构件中壁厚减薄、龟裂等缺陷(缺损)的有无的检查方法，已知有在专利文献1中公开的漏磁通法(MFL：Magnetic Flux Leakage)等。此外，在专利文献2中，作为用于对磁性体构件中的缺陷进行定量地测定的检查方法，提出了一种磁通阻力法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国公开专利公报“日本特开2004-212161号公报(2004年7月29日公开)”

专利文献2：日本国公开专利公报“日本特开2017-026353号公报(2017年2月2日公开)”

发明内容

-发明要解决的课题-

然而，能够在检查探头配置的磁铁的尺寸存在制约。因此，在专利文献2的技术中，在测定对象是小直径的磁性体构件、厚壁的磁性体构件的情况下，得不到为了通过磁通阻力法来定量地测定缺陷所需要的磁通密度，有可能定量的测定变得困难。

本发明的一个方式的目的在于，提供一种即使在小直径的磁性体构件、厚壁的磁性体构件，也能够定量地测定缺陷的缺陷测定装置、缺陷测定方法以及检查探头。

-用于解决课题的手段-

为了解决上述课题，本发明的一个方式所涉及的缺陷测定装置是检查磁性体构件的缺陷的缺陷测定装置，包含检查探头以及计算部，所述检查探头具备：磁铁；在相对于所述磁铁而与所述磁性体构件相反的一侧配置的磁轭；和在所述磁轭和所述磁性体构件之间配置，并对在由所述磁铁、所述磁轭以及所述磁性体构件形成的磁路中流过的磁通密度进行检测的磁传感器，所述计算部根据所述磁传感器的输出来计算所述磁性体构件的缺陷的深度，所述磁轭具有隔着所述磁铁而与所述磁性体构件对置的第1对置面、和隔着所述磁传感器而与所述磁性体构件对置的第2对置面，所述第2对置面位于比所述第1对置面更靠所述磁性体构件侧的位置。

为了解决上述课题，本发明的一个方式所涉及的缺陷测定方法是检查磁性体构件的缺陷的缺陷测定方法，使用所述缺陷测定装置来检查所述磁性体构件的缺陷。

为了解决上述课题，本发明的一个方式所涉及的检查探头是用于检查磁性体构件的缺陷的检查探头，具备：磁铁；在相对于所述磁铁而与所述磁性体构件相反的一侧配置的磁轭；和在所述磁轭和所述磁性体构件之间配置，并对在由所述磁铁、所述磁轭以及所述磁性体构件形成的磁路中流过的磁通密度进行检测的磁传感器，所述磁轭具有隔着所述磁铁而与所述磁性体构件对置的第1对置面、和隔着所述磁传感器而与所述磁性体构件对置的第2对置面，所述第2对置面位于比所述第1对置面更靠所述磁性体构件侧的位置。

-发明的效果-

根据本发明的一个方式，能够实现即使在小直径的磁性体构件、厚壁的磁性体构件，也能够定量地测定缺陷的效果。

附图说明

图1是表示在本发明的实施方式1所涉及的壁厚减薄测定装置中使用的检查探头的结构的示意图。

图2是表示图1中示出的检查探头的壁厚减薄测定时的状态的示意图。

图3是表示从图1中示出的检查探头所具备的霍尔元件输出的电压、和磁性体管的壁厚减薄率的关系的图表。

图4的(a)以及(b)是表示外部磁场(磁场)H、作用于在外部磁场H放置的磁性体管的磁通密度B、和从B＝μH的关系求出的磁性体管的相对磁导率μ的关系的图表。

图5的(a)是表示使用了比较用检查探头的壁厚减薄测定时的磁通密度的分布例的示意图；(b)是表示使用了图1中示出的检查探头的壁厚减薄测定时的磁通密度的分布例的示意图。

图6是表示在本发明的实施方式1所涉及的壁厚减薄测定装置中具备的处理部的结构的框图。

图7是表示本发明的实施方式1所涉及的壁厚减薄测定装置中的处理的流程的流程图。

图8的(a)以及(b)是表示本发明的实施方式2所涉及的检查探头的结构的示意图。

图9是图8的(a)以及(b)中示出的检查探头的虚线框包围部分的放大图。

具体实施方式

本发明的检查对象即磁性体构件是由磁性体构成的构件，例如，列举了由磁性体构成的电缆、电线、板状构件、各种构造物等。作为磁性体构件的缺陷，列举了壁厚减薄状的缺陷(以下，称为壁厚减薄)、龟裂状的缺陷等。所谓该壁厚减薄是因机械磨损、化学腐蚀而导致的厚度变薄的现象。

说明本发明的一实施方式。在本实施方式中说明作为磁性体构件以磁性体管为检查对象，并作为磁传感器使用霍尔元件，来检查壁厚减薄的实施方式。但是，本发明检查对象并不限于磁性体管，检查内容也不限于壁厚减薄的检查。

在本实施方式中，将在本发明的磁性体构件和磁铁对置的方向上的缺陷的深度称为“壁厚减薄深度”。此外，将根据本发明的磁传感器的输出来判定缺陷的有无，并计算在磁性体构件和磁铁对置的方向上的缺陷的深度的计算部，称为“壁厚减薄深度计算部”。此外，将本发明的缺陷测定装置称为“壁厚减薄测定装置”。

(1.检查探头的结构)

图1是表示本实施方式所涉及的检查探头100的结构的示意图。此外，在本说明书中，为了方便，图示了利用经过磁轭的中心轴的平面而进行了二等分的情况下的检查探头的结构。

在本实施方式中，通过将检查探头100插入大致圆筒状的磁性体管的内部(管内)并使其移动，使用后述的磁通阻力法(MFR：Magnetic Flux Resistance)来进行磁性体管的壁厚减薄的检查。作为检查对象即磁性体管，例如能够使用由碳钢、铁素体系不锈钢、由铁素体相以及奥氏体相这二相构成的双相不锈钢等磁性体而构成的管体。

如图1所示那样，检查探头100具备：磁轭1、磁铁2、和霍尔元件3。磁轭1包含小直径磁轭(小直径部)11和大直径磁轭(大直径部)12。小直径磁轭11是由磁性体构成的大致圆柱状的构件，具有第1外周面(第1对置面)11a。大直径磁轭12是由磁性体构成的大致圆柱状的构件，具有第2外周面(第2对置面)12a。大直径磁轭12与小直径磁轭11相比直径变大。大直径磁轭12配置在与小直径磁轭11相同的轴上，并与小直径磁轭11的端部嵌合，由此与小直径磁轭11连结(连接)。因此，通过小直径磁轭11和大直径磁轭12的外径差，在磁轭1沿着外周而形成阶梯差。隔着该阶梯差，第1外周面11a位于下级，第2外周面12a位于上级。在下级的第1外周面11a配置磁铁2，并在上级的第2外周面12a配置霍尔元件3。

作为构成磁轭1的磁性体，例如能够使用碳钢、低合金钢等高磁导率金属。此外，小直径磁轭11以及大直径磁轭12的形状并不受特别的限制，例如列举了棒状、板状、多边形柱状、中空圆筒状等形状。

磁铁2沿着上述阶梯差配置在小直径磁轭11的第1外周面11a，以使大直径磁轭12位于磁铁2的端面(端部)2a侧。磁铁2例如是圆弧状(或者环状)，在磁性体管的半径方向上朝向磁极地配置，以使当检查探头100插入到磁性体管的内部时，一个磁极与小直径磁轭11对置，另一个(相反侧)磁极与磁性体管对置。即，磁铁2在与磁性体管对置的方向上极化。此外，图1中示出了磁铁2的N极配置于磁轭1侧，S极配置于磁性体管侧的示例。然而并不限于此，也可以将S极配置于磁轭1侧，将N极配置于磁性体管侧。

霍尔元件(磁传感器)3对应于经过霍尔元件3的磁通密度的多少，输出电压发生变化。如图1中由箭头表示的那样，磁轭1和磁铁2形成了磁路。霍尔元件3设置于该磁路上。图1中示出了，在磁性体管的轴方向上的磁铁2的端面2a侧，在大直径磁轭12的第2外周面12a设置有霍尔元件3的示例。霍尔元件3在经过该霍尔元件3的磁通密度变大则输出电压降低的倾向，即负(负)的输出电压增加的倾向下，被配置于磁路上。

(2.磁通阻力法的概要)

图2是示意性示出了磁性体管P的壁厚减薄测定时的检查探头100的图。图2的(a)示出了检查探头100处于空闲的情况，图2的(b)示出了在磁性体管P发生了壁厚减薄的情况，图2的(c)示出了并未在磁性体管P发生壁厚减薄的情况。本实施方式所涉及的检查探头100通过将检查探头100插入磁性体管P的内部，检查探头100的磁轭1以及磁铁2、和磁性体管P形成磁路。

如图2的(a)所示那样，当检查探头100处于空闲的情况下，即在磁路内不存在检查对象即磁性体管P的情况下，磁路中的磁阻大。因此，在磁路整体中流过的磁通密度变小。

如图2的(b)所示那样，在磁路内存在检查对象即磁性体管P的情况下，与图2的(a)中示出的检查探头100处于空闲的情况相比，磁路中的磁阻小。因此，与图2的(a)中示出的状态相比，在磁路整体中流过的磁通密度变大。另一方面，由于发生了壁厚减薄，因此，与图2的(c)中示出的在磁性体管P并未发生壁厚减薄的情况相比，磁路中的磁阻大。因此，与图2的(c)中示出的状态相比，在磁路整体中流过的磁通密度变小。

如图2的(c)所示那样，当在磁性体管P并未发生壁厚减薄的情况下(健全部的情况下)，与图2的(b)中示出的在磁性体管P发生了壁厚减薄的情况相比，磁路中的磁阻更小。因此，与图2的(b)中示出的状态相比，在磁路整体中流过的磁通密度进一步变大。

如图2的(b)以及(c)所示那样，在检查探头100被插入到磁性体管P的内部的情况下，小直径磁轭11的第1外周面11a隔着磁铁2而与磁性体管P对置，并与磁性体管P的内表面大致平行。此外，大直径磁轭12的第2外周面12a隔着霍尔元件3而与磁性体管P对置，并与磁性体管P的内表面大致平行。小直径磁轭11和大直径磁轭12沿着磁性体管P的轴方向而连接，并且，如上述，大直径磁轭12比小直径磁轭11直径大，因此第2外周面12a位于比第1外周面11a更靠磁性体管P侧的位置。

这里，当检查探头100被插入到磁性体管P的内部的情况下，在隔着霍尔元件3而相互对置的大直径磁轭12和磁性体管P之间，即第2外周面12a和磁性体管P的内表面之间，遍及该之间地产生磁通。该磁通以如下方式变化，即在位于从磁铁2的端面2a起给定范围内的位置C，随着在磁路整体中流过的磁通密度变大(磁性体管P的壁厚减薄深度变小)，经过的磁通密度变小。与此相对地，上述磁通以如下方式变化，即在超出了从磁铁2的端面2a起给定范围的位置D，随着在磁路整体中流过的磁通密度变大(磁性体管P的壁厚减薄深度变小)，经过的磁通密度变大。

在位于从磁铁2的端面2a起给定范围内的位置C经过的磁通密度大于经过位置D的磁通密度，此外，与磁性体管P的壁厚减薄深度对应的变化量大。因此，在检查探头100中，在位于从磁铁2的端面2a起给定范围内的位置C配置霍尔元件3，并对霍尔元件3的输出电压进行测定，由此，判定磁性体管P的壁厚减薄的有无，并计算磁性体管P的壁厚以及壁厚减薄深度。由此，能够适宜地测定磁性体管P的壁厚减薄的有无、以及磁性体管P的壁厚以及壁厚减薄深度。

此外，本实施方式中的所谓磁性体管P的壁厚，是指在磁性体管P和磁铁2对置的方向上的磁性体管P的厚度。

图3是表示从霍尔元件3输出的电压和磁性体管P的壁厚减薄率的关系的图表。在图3中，将在磁性体管P并未发生壁厚减薄的健全的情况下的霍尔元件3的输出电压表示为0V。

如上述，霍尔元件3在经过霍尔元件3的磁通密度变大则输出电压降低的倾向、即负(负)的输出电压增加的倾向下，被配置于磁路上。

如图3所示那样，在检查探头100处于空闲的情况下，经过在位置C配置的霍尔元件3的磁通密度大。因此，霍尔元件3的输出电压成为小的值(负的输出电压大的值)。另一方面，在检查探头100位于磁性体管P的内部且在磁性体管P并未发生壁厚减薄的情况下，经过在位置C配置的霍尔元件3的磁通密度变小。因此，霍尔元件3的输出电压成为大的值(负的输出电压小的值)。并且，当在磁性体管P发生了壁厚减薄的情况下，霍尔元件3输出与壁厚减薄率对应的电压。例如当在磁性体管P以25％、50％、75％的壁厚减薄率发生了壁厚减薄的情况下，经过在位置C配置的霍尔元件3的磁通密度阶梯性变大。因此，霍尔元件3对应于各个壁厚减薄率来阶梯性地输出小的值(负的输出电压大的值)的电压。

此外，本实施方式中的所谓壁厚减薄率，是表示在磁性体管P和磁铁2对置的方向上的壁厚减薄部的深度对健全状态下的磁性体管P的壁厚的比例的值。若可以说壁厚减薄率是75％，则表示磁性体管P的厚度成为健全状态的1/4。

图4是表示外部磁场(磁界)H、作用于在外部磁场H放置的磁性体管P的磁通密度B、和从B＝μH的关系求出的磁性体管P的相对磁导率μ的关系的图表。各自地，在图4的(a)中，将横轴设为外部磁场H，将纵轴设为相对磁导率μ以及磁通密度B，并示出其关系；在图4的(b)中，将横轴设为磁通密度B，将纵轴设为相对磁导率μ，并示出其关系。

如图4的(b)所示那样，磁通密度B小的区域(图中区域α)是产生磁噪声且相对磁导率μ不稳定的区域。另外，磁通密度B为中等程度的区域(图中区域β)是如下区域：虽然磁噪声被抑制，但即使磁通密度B增加，相对磁导率μ的变化也小，不适合于使用霍尔元件3来测定磁性体管P的壁厚减薄率。

另一方面，磁通密度大的区域(图中的区域γ)是如下区域：随着磁通密度B增加而相对磁导率μ单调减少，适合于测定磁性体管P的壁厚减薄率。特别地，在磁通密度B大到使磁性体管P并未完全达到磁饱和这种程度的区域，随着磁通密度B增加而相对导磁率μ直线地减少。因此，若以该区域γ的磁通密度B作用于磁性体管P的方式构成检查探头100，并进行磁性体管P的壁厚减薄率的测定，则在磁性体管P的壁厚减薄率、和霍尔元件3的输出电压之间成立直线关系。因此，在检查探头100中使用的磁铁2优选为产生强的磁场的高性能磁铁，例如能够使用钕磁铁等稀土类磁铁。

这里，能够在检查探头配置的磁铁的尺寸存在制约。因此，在以往的检查探头中，在测定对象是小直径、厚壁的磁性体管P的情况下，得不到为了通过磁通阻力法来定量地测定缺陷所需要的图4的(b)中示出的区域γ的磁通密度B，存在定量的测定变难的可能性。

因此，在本实施方式所涉及的检查探头100中，磁轭1具备与小直径磁轭11相比外径大的大直径磁轭12，使隔着霍尔元件3而相互对置的磁轭1(大直径磁轭12)和磁性体管P之间的空间减小，由此，实现了所期望的磁通密度B。

图5的(a)是表示使用了比较用检查探头10的壁厚减薄测定时的磁通密度的分布例的示意图，图5的(b)是表示使用了本实施方式所涉及的检查探头100的壁厚减薄测定时的磁通密度的分布例的示意图。

如图5的(a)所示那样，比较用检查探头10是不具备大直径磁轭12，而仅具备大致圆柱状的小直径磁轭111的结构。在不具备大直径磁轭12的比较用检查探头10中，隔着霍尔元件3而相互对置的小直径磁轭111和磁性体管P之间的空间大。因此，在磁性体管P无法实现图4的(b)中示出的区域γ的磁通密度B。与此相对地，如图5的(b)所示那样，在具备大直径磁轭12的检查探头100中，隔着霍尔元件3而相互对置的大直径磁轭12和磁性体管P之间的空间变小。因此，能够适宜地实现在磁性体管P中的图4的(b)所示区域γ的磁通密度B。

这样，检查探头100通过磁轭1具备大直径磁轭12这一情况，能够在固定地保持磁铁2的尺寸的状态下，实现所期望的磁通密度B。因此，根据检查探头100，能够定量地测定小直径、厚壁的磁性体管P中的缺陷。

(3.处理部的结构)

图6是表示本实施方式所涉及的壁厚减薄测定装置200中具备的处理部20的结构的框图。此外，通过检查探头100和处理部20，构成了本实施方式所涉及的壁厚减薄测定装置200。

本实施方式所涉及的壁厚减薄测定装置200根据检查探头100所具备的霍尔元件3的输出电压，使用磁通阻力法，由处理部20来定量地评价磁性体管P的壁厚减薄。

如图6所示那样，处理部20具备检测部21、存储部22、运算部23。此外，运算部23具备：检测位置确定部24以及壁厚减薄深度计算部25。

检测部21取得霍尔元件3的输出电压值，并使取得的电压值和该各电压值的检测时刻(检测定时)对应起来存储到存储部22。

存储部22的结构不受特别的限制，例如能够使用磁带、盒式磁带等带类、包括FLOPPY(注册商标)盘/硬盘等磁盘、CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等光盘在内的盘类、IC卡(包括存储卡)/光卡等卡类、或者光罩式ROM/EPROM/EEPROM(注册商标)/闪存式ROM等半导体存储器类等的记录介质。另外，存储部22中预先存储有使用校正用的磁性体管而计算的、表示霍尔元件3的输出电压和磁性体管的壁厚减薄深度的关系的关系式。求取上述关系式的方法不受特别的限制，能够使用公知的方法。例如还可以通过将校正用的磁性体管的壁厚减薄深度的实测值和霍尔元件3的输出对应起来，来求取上述关系式。

检测位置确定部24根据存储部22中存储的霍尔元件3的输出电压值以及其检测时刻，来确定在磁性体管P中的霍尔元件3的输出电压所对应的检测位置。

壁厚减薄深度计算部25根据存储部22中保存的霍尔元件3的输出电压、以及表示霍尔元件3的输出电压和磁性体管P的壁厚减薄深度的关系的关系式，来判定壁厚减薄的有无，并计算磁性体管P的壁厚减薄深度。

此外，运算部23可以是ASIC(Application specific integrated circuit，特定功能积分电路)等集成电路(硬件逻辑)，也可以通过搭载了CPU等处理器的计算机执行软件来实现，还可以将它们组合来实现。

此外，运算部23可以在与检测部21、存储部22共用的壳体中具备，也可以分体地具备。在后者的情况下，运算部23经由有线通信、无线通信或者能够装卸的存储介质等来取得存储于存储部22的信息，并进行运算处理。

(4.壁厚减薄测定处理)

图7是表示本实施方式中的壁厚减薄测定处理的流程的流程图。如图7所示那样，首先，将检查探头100插入到检查对象即磁性体管P的内部，一边使其在磁性体管P内沿着轴方向移动一边进行基于霍尔元件3的测定处理(S1)。

接着，检测位置确定部24根据存储部22中存储的信息，来确定与霍尔元件3的输出电压值对应的检测位置(磁性体管P的轴方向的位置)(S2)。

接着，壁厚减薄深度计算部25根据存储部22中保存的霍尔元件3的输出电压、以及表示霍尔元件3的输出电压和磁性体管P的壁厚减薄深度的关系的关系式，判定壁厚减薄的有无，并计算磁性体管P的壁厚减薄深度(S3)。并且，壁厚减薄深度计算部25将计算的壁厚减薄深度、和检测位置确定部24所确定出的检测位置对应起来，并结束处理。

(5.变形例)

此外，在本实施方式中，作为对在磁路中流过的磁通进行检测的磁传感器，使用了霍尔元件3。然而，能够将能够对在磁路中流过的磁通密度的变化进行检测的各种磁传感器用作磁传感器。

此外，在本实施方式中，设成检查探头100具备一个霍尔元件3的结构。然而，霍尔元件3的数量并不受限于此，检查探头100也可以具备多个霍尔元件3。在检查探头100具备多个霍尔元件3的情况下，例如沿着磁轭1的外周等间隔地配置多个圆弧状的磁铁2。通过将检查探头100设为这样的结构，能够从多个霍尔元件3的每一个得到输出电压。因此，即使是壁厚减薄范围窄而磁通绕过该壁厚减薄部并在健全部流过这样的局部的壁厚减薄，也能够进行壁厚减薄的感测以及壁厚减薄率的评价。

此外，在本实施方式中，设成如下结构：将检查探头100插入到检查对象即磁性体管P的内部，一边使其在磁性体管P内沿着轴向移动一边进行基于霍尔元件3的测定处理，判定壁厚减薄的有无，以及进行壁厚减薄深度的计算。然而，在检查对象即磁性体管P的某一点处进行壁厚减薄的有无的判定、以及壁厚减薄深度的计算的情况下，无需使检查探头100移动。即，也可以将检查探头100插入到检查对象即磁性体管P的内部，在任意部位测定霍尔元件3的输出，由此，来进行在磁性体管P的任意部位处的壁厚减薄的有无判定、以及壁厚减薄深度的测定。

此外，在本实施方式中，设为了磁轭1能够分离成小直径磁轭11和大直径磁轭12的结构。然而，并不限于此，也可以将小直径磁轭11和大直径磁轭12一体地构成。

此外，在本实施方式中，设为了壁厚减薄测定装置200具备检测位置确定部24的结构。然而，也能够省略检测位置确定部24。在壁厚减薄测定装置200不具备检测位置确定部24的情况下，例如通过壁厚减薄深度计算部25来计算磁性体管P的评价范围全部的壁厚减薄深度，并根据该计算结果来确定检测位置即可。

〔实施方式2〕

以下，说明本发明的另一个实施方式。此外，为了方便，针对具有与在上述实施方式中说明的构件相同结构的构件，标记相同的符号，不重复其说明。

(1.检查探头的结构)

图8的(a)是表示本实施方式所涉及的检查探头101的结构的示意图；图8的(b)是表示本实施方式所涉及的检查探头102的结构的示意图。

在本实施方式中，制作尺寸不同的两个检查探头101以及检查探头102，并测定霍尔元件3的输出电压，由此来求出各种参数的最佳范围。

图8的(a)所示那样，检查探头101是在由外径19mm、厚度2.0mm的碳钢构成的磁性体管P1的壁厚减薄测定中使用的探头。此外，如图8的(b)所示那样，检查探头102是在外径25.4mm、厚度3.4mm的磁性体管P2的壁厚减薄测定中使用的探头。检查探头101设计得与检查探头102相比外径小，以便能够插入到与磁性体管P2相比为小直径的磁性体管P1的内部。

检查探头101以及检查探头102每一个均具备包含小直径磁轭11以及大直径磁轭12的磁轭1。在本实施方式中，小直径磁轭11以及大直径磁轭12每一个均由ELCH2S(纯铁系软磁性材料)构成。

在小直径磁轭11的第1外周面11a配置有磁铁2、磁铁4以及磁铁5这三个圆弧状(或者环状)的磁铁。磁铁2、磁铁4以及磁铁5每一个均由50M构成，并从大直径磁轭12侧起按照该顺序配置。磁铁2以及磁铁5在与磁性体管P对置的方向上极化。磁铁4在磁性体管P的轴方向上极化。此外，在大直径磁轭的第2外周面12a配置有霍尔元件3。

下述，示出了检查探头101以及检查探头102所具备的各部的尺寸的一例。

(检查探头101)

霍尔元件3：长度2mm×进深2mm×厚度1mm

小直径磁轭11：外径(D1)6mm、突出长度(L4)30mm

磁铁2：外径(D2)14mm、长度(L1)40mm、厚度(T)4mm

磁铁4：外径(D2)14mm、长度(L2)40mm、厚度(T)4mm

磁铁5：外径(D2)14mm、长度(L3)40mm、厚度(T)4mm

(检查探头102)

霍尔元件3：长度2mm×进深2mm×厚度1mm

小直径磁轭11：外径(d1)9.6mm、突出长度(l4)30mm

磁铁2：外径(d2)17.6mm、长度(l1)40mm、厚度(t)4mm

磁铁4：外径(d2)17.6mm、长度(l2)40mm、厚度(t)4mm

磁铁5：外径(d2)17.6mm、长度(l3)40mm、厚度(t)4mm

(2.评价方法)

图9是图8的(a)以及(b)中示出的检查探头101以及检查探头102的虚线框包围的部分的放大图。如图9所示那样，在本实施方式中，求出在检查探头101以及检查探头102中的大直径磁轭12的长度(磁性体管的轴方向上的长度)A、大直径磁轭12的外径B、以及相距磁铁2的端面2a的霍尔元件3的端面(端部)3a的位置C的最佳范围。

在本实施方式中，将检查探头101插入到磁性体管P1的内部，测定了沿着磁性体管P1的轴方向使检查探头101移动后的情况下的霍尔元件3的输出电压。此外，将检查探头102插入到磁性体管P2的内部，测定了沿着磁性体管P2的轴方向使检查探头102移动后的情况下的霍尔元件3的输出电压。

此外，将在剖面缺损率(壁厚减薄深度)0～100％的整个范围中霍尔元件3的输出电压为负(负)的情况评价为“○”；将在剖面缺损率0～100％的范围中存在霍尔元件3的输出电压为负(负)的范围和为正(正)的范围的情况评价为“Δ”。

(3.评价结果)

[表1A]

[表1B]

表1A以及表1B中示出了改变磁性体管的外径和大直径磁轭12的长度A，利用上述评价方法进行评价而得的结果。测定的结果，当大直径磁轭12的长度A为磁性体管的外径的0.25倍以上且不足0.35倍的情况下，在剖面缺损率0～100％的范围内存在霍尔元件3的输出电压成为负的范围和成为正的范围。此外，当大直径磁轭12的长度A是磁性体管的外径的0.35倍以上的情况下，在剖面缺损率0～100％的整个范围内霍尔元件3的输出电压成为负。

因此，优选地，大直径磁轭12的长度A是磁性体管的外径的0.25倍以上，更优选地，是磁性体管的外径的0.35倍以上。

[表2A]

[表2B]

表2A以及表2B中示出了改变磁性体管的外径和大直径磁轭12的外径B，利用上述评价方法进行评价而得的结果。测定的结果，当大直径磁轭12的外径B为磁性体管的外径的0.51倍以上且不足0.55倍的情况下，在剖面缺损率0～100％的范围内存在霍尔元件3的输出电压成为负的范围和成为正的范围。此外，当大直径磁轭12的外径B是磁性体管的外径的0.55倍以上的情况下，在剖面缺损率0～100％的整个范围内霍尔元件3的输出电压成为负。

因此，优选地，大直径磁轭12的外径B是磁性体管的外径的0.51倍以上，更优选地，是磁性体管的外径的0.55倍以上。

[表3]

表3中示出了改变磁性体管的外径和霍尔元件3的端面3a的位置C，利用上述评价方法进行评价而得的结果。测定的结果，当霍尔元件3的端面3a的位置C位于相距磁铁2的端面2a超过2.5mm且5.5mm以下的范围的情况下，在剖面缺损率0～100％的范围内存在霍尔元件3的输出电压成为负的范围和成为正的范围。此外，当霍尔元件3的端面3a的位置C位于相距磁铁2的端面2a为2.5mm以下的范围的情况下，在剖面缺损率0～100％的整个范围内霍尔元件3的输出电压成为负。

因此，霍尔元件3的端面3a的位置C优选地不论磁性体管的外径如何，均位于相距磁铁2的端面2a为5.5mm以下的范围，更优选地位于相距磁铁2的端面2a为2.5以下的范围。

本发明并不限于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围内能够进行各种变更，关于将在不同实施方式中各自公开的技术手段进行适当组合而得的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。

〔总结〕

本发明的一个方式所涉及的缺陷测定装置是检查磁性体构件的缺陷的缺陷测定装置，包含检查探头以及计算部，所述检查探头具备：磁铁；在相对于所述磁铁而与所述磁性体构件相反的一侧配置的磁轭；和配置在所述磁轭和所述磁性体构件之间，并对在由所述磁铁、所述磁轭以及所述磁性体构件形成的磁路中流过的磁通密度进行检测的磁传感器，所述计算部根据所述磁传感器的输出来计算所述磁性体构件的缺陷的深度，所述磁轭具有隔着所述磁铁而与所述磁性体构件对置的第1对置面、和隔着所述磁传感器而与所述磁性体构件对置的第2对置面，所述第2对置面位于比所述第1对置面更靠所述磁性体构件侧的位置。

在上述的结构中，由于第2对置面位于比第1对置面更靠磁性体构件侧的位置，因此，隔着磁传感器而相互对置的磁性体构件和磁轭之间的空间相对地变小。因此，在磁路中流过的磁通密度变大，并能够得到在固定地保持磁铁的尺寸的状态下为了通过磁通阻力法来测定缺陷所需要的磁通密度。因此，根据上述的结构，能够实现即使在小直径的磁性体构件、厚壁的磁性体构件中也能够定量地测定缺陷的缺陷测定装置。

此外，在本发明的一个方式所涉及的缺陷测定装置中，还可以是，所述磁传感器被配置在随着所述磁性体构件的缺陷的深度变大而经过的所述磁通密度增加的所述磁路上的位置。

在磁路上的上述位置处，与磁性体构件的缺陷的深度对应的磁通密度的变化量比其他位置大。因此，通过利用磁传感器来检测在上述位置处的磁通密度，能够适宜地测定缺陷的深度。

此外，在本发明的一个方式所涉及的缺陷测定装置中，还可以是，所述检查探头被插入到大致圆筒状的所述磁性体构件的内部，所述磁轭包含：具有与所述磁性体构件的内表面大致平行的所述第1对置面的小直径部；和具有与该内表面大致平行的所述第2对置面的大直径部，所述小直径部和所述大直径部沿着所述磁性体构件的轴方向而连接。

在上述的结构中，通过磁轭包含大直径部，隔着磁传感器而相互对置的磁性体构件的内表面和大直径部的第2对置面之间的空间变小。因此，根据上述的结构，能够得到在固定地保持磁铁尺寸的状态下为了通过磁通阻力法来测定缺陷所需要的磁通密度。

此外，在本发明的一个方式所涉及的缺陷测定装置中，还可以是，在所述轴方向上的所述大直径部的长度是所述磁性体构件的外径的0.25倍以上。

通过将大直径部的长度设为上述值以上，变得容易在磁路上使随着磁性体构件的缺陷的深度变大而增加的磁通密度产生。

此外，在本发明的一个方式所涉及的缺陷测定装置中，还可以是，所述大直径部的外径是所述磁性体构件的外径的0.51倍以上。

通过将大直径部的外径设为上述值以上，变得容易在磁路上使随着磁性体构件的缺陷的深度变大而增加的磁通密度产生。

此外，在本发明的一个方式所涉及的缺陷测定装置中，还可以是，所述磁传感器被配置在相距所述磁铁的端部5.5mm以下的范围内。

通过将磁传感器配置在上述范围内，能够通过磁传感器来适宜地检测随着磁性体构件的缺陷的深度变大而增加的磁通密度。

本发明的一个方式所涉及的缺陷测定方法是检查磁性体构件的缺陷的缺陷测定方法，使用所述缺陷测定装置来检查所述磁性体构件的缺陷。

根据上述的方法，能够实现即使在小直径的磁性体构件、厚壁的磁性体构件也能够定量地测定缺陷的缺陷测定方法。

本发明的一个方式所涉及的检查探头是用于检查磁性体构件的缺陷的检查探头，具备：磁铁；在相对于所述磁铁而与所述磁性体构件相反的侧配置的磁轭；和配置在所述磁轭和所述磁性体构件之间，并对在由所述磁铁、所述磁轭以及所述磁性体构件形成的磁路中流过的磁通密度进行检测的磁传感器，所述磁轭具有隔着所述磁铁而与所述磁性体构件对置的第1对置面、和隔着所述磁传感器而与所述磁性体构件对置的第2对置面，所述第2对置面位于比所述第1对置面更靠所述磁性体构件侧的位置。

根据上述的结构，能够实现即使在小直径的磁性体构件、厚壁的磁性体构件也能够定量地测定缺陷的检查探头。

-符号说明-

1 磁轭

2 磁铁

2a 端面(端部)

3 霍尔元件(磁传感器)

11 小直径磁轭(磁轭、小直径部)

11a 第1外周面(第1对置面)

12 大直径磁轭(磁轭、大直径部)

12a 第2外周面(第2对置面)

25 壁厚减薄深度计算部(计算部)

100、101、102 检查探头

200 壁厚减薄测定装置(缺陷测定装置)

P、P1、P2 磁性体管(磁性体构件)。

Claims (8)

1.一种缺陷测定装置，检查磁性体构件的缺陷，其特征在于，

所述缺陷测定装置包含检查探头以及计算部，

所述检查探头具备：磁铁；在相对于所述磁铁而与所述磁性体构件相反的一侧配置的磁轭；和在所述磁轭和所述磁性体构件之间配置，并对在由所述磁铁、所述磁轭以及所述磁性体构件形成的磁路中流过的磁通密度进行检测的磁传感器；

所述计算部根据所述磁传感器的输出来计算所述磁性体构件的缺陷的深度，

所述磁轭具有隔着所述磁铁而与所述磁性体构件对置的第1对置面、和隔着所述磁传感器而与所述磁性体构件对置的第2对置面，

所述第2对置面位于比所述第1对置面更靠所述磁性体构件侧的位置。

2.根据权利要求1所述的缺陷测定装置，其特征在于，

所述磁传感器被配置在：随着所述磁性体构件的缺陷的深度变大而所述磁通密度增加的所述磁路上的位置。

3.根据权利要求1或2所述的缺陷测定装置，其特征在于，

所述检查探头被插入到大致圆筒状的所述磁性体构件的内部，

所述磁轭包含：具有与所述磁性体构件的内表面大致平行的所述第1对置面的小直径部；和具有与该内表面大致平行的所述第2对置面的大直径部，

所述小直径部和所述大直径部沿着所述磁性体构件的轴方向而连接。

4.根据权利要求3所述的缺陷测定装置，其特征在于，

所述轴方向上的所述大直径部的长度是所述磁性体构件的外径的0.25倍以上。

5.根据权利要求3或4所述的缺陷测定装置，其特征在于，

所述大直径部的外径是所述磁性体构件的外径的0.51倍以上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的缺陷测定装置，其特征在于，

所述磁传感器被配置在相距所述磁铁的端部5.5mm以下的范围内。

7.一种缺陷测定方法，检查磁性体构件的缺陷，其特征在于，

使用权利要求1至6中任一项所述的缺陷测定装置，检查所述磁性体构件的缺陷。

8.一种检查探头，用于检查磁性体构件的缺陷，其特征在于，

所述检查探头具备：磁铁；在相对于所述磁铁而与所述磁性体构件相反的一侧配置的磁轭；和在所述磁轭和所述磁性体构件之间配置，并对在由所述磁铁、所述磁轭以及所述磁性体构件形成的磁路中流过的磁通密度进行检测的磁传感器，

所述磁轭具有：隔着所述磁铁而与所述磁性体构件对置的第1对置面；和隔着所述磁传感器而与所述磁性体构件对置的第2对置面，

所述第2对置面位于比所述第1对置面更靠所述磁性体构件侧的位置。

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