JP2002039997A - 磁性測定装置及び方法 - Google Patents
磁性測定装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非破壊で各微小箇所毎の磁性評価を実現する
とともに、不感帯となる境界近傍の磁性測定及び静止し
ていない被測定物を連続的に容易且つ正確に測定する。 【解決手段】 一対の渦流センサ２２，２３を用い、各
渦流センサを離間距離を固定して対向配置させ、その間
に被測定物２１を配する。この状態で渦流センサ２２，
２３の出力和を測定すると、渦流センサ間で如何に被測
定物２１が上下動したとしても、上部の渦流センサ２２
から被測定物２１までの距離と、下部の渦流センサ２３
から被測定物２１までの距離の合計は不変に保たれてい
るため、距離変動による外乱が対向する渦流センサによ
って相互補完される。
とともに、不感帯となる境界近傍の磁性測定及び静止し
ていない被測定物を連続的に容易且つ正確に測定する。 【解決手段】 一対の渦流センサ２２，２３を用い、各
渦流センサを離間距離を固定して対向配置させ、その間
に被測定物２１を配する。この状態で渦流センサ２２，
２３の出力和を測定すると、渦流センサ間で如何に被測
定物２１が上下動したとしても、上部の渦流センサ２２
から被測定物２１までの距離と、下部の渦流センサ２３
から被測定物２１までの距離の合計は不変に保たれてい
るため、距離変動による外乱が対向する渦流センサによ
って相互補完される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体である被測
定物の磁性を連続して測定する装置及び方法に関する。
定物の磁性を連続して測定する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁性体である被測定物の磁性測定
方法としては、例えばＪＩＳ Ｃ ２５５０に示されてい
るように、エプスタインサンプルと呼ばれる一定サイズ
の試験片を圧延方向に平行にサンプリングし、応力除去
焼きなましを施した後、鉄損、磁束密度等を測定する手
法が一般的に行なわれている。
方法としては、例えばＪＩＳ Ｃ ２５５０に示されてい
るように、エプスタインサンプルと呼ばれる一定サイズ
の試験片を圧延方向に平行にサンプリングし、応力除去
焼きなましを施した後、鉄損、磁束密度等を測定する手
法が一般的に行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
磁性測定方法では、被測定物を一旦破壊し、一定の規格
サイズに揃えなければ測定できないという問題があっ
た。更には、サンプリングした箇所の平均値としてしか
磁性が測定できず、例えば被測定物の長手方向や幅方向
での各微少箇所の磁性を個別に測定することは困難であ
った。
磁性測定方法では、被測定物を一旦破壊し、一定の規格
サイズに揃えなければ測定できないという問題があっ
た。更には、サンプリングした箇所の平均値としてしか
磁性が測定できず、例えば被測定物の長手方向や幅方向
での各微少箇所の磁性を個別に測定することは困難であ
った。
【０００４】そこで本発明は、上述の課題に鑑みてなさ
れたものであり、非破壊で各微小箇所毎の磁性評価を実
現するとともに、不感帯となる境界近傍の磁性測定及び
静止していない被測定物を連続的に容易且つ正確に測定
することを可能とする磁気測定装置及び方法を提供する
ことを目的とする。
れたものであり、非破壊で各微小箇所毎の磁性評価を実
現するとともに、不感帯となる境界近傍の磁性測定及び
静止していない被測定物を連続的に容易且つ正確に測定
することを可能とする磁気測定装置及び方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の磁性測定装置
は、離間距離を一定に保持するように対向配置される２
つの同一の渦流センサと、前記各渦流センサからの出力
信号を加算する加算手段とを備え、対向する前記渦流セ
ンサ間に被測定物を配置して前記渦流センサから交流磁
場を発生させ、前記加算手段で前記各渦流センサからの
出力を加算し、前記被測定物の上下動に起因して発生す
る距離変動外乱を除去して、当該被測定物の磁性を測定
することを特徴とする。
は、離間距離を一定に保持するように対向配置される２
つの同一の渦流センサと、前記各渦流センサからの出力
信号を加算する加算手段とを備え、対向する前記渦流セ
ンサ間に被測定物を配置して前記渦流センサから交流磁
場を発生させ、前記加算手段で前記各渦流センサからの
出力を加算し、前記被測定物の上下動に起因して発生す
る距離変動外乱を除去して、当該被測定物の磁性を測定
することを特徴とする。
【０００６】また、本発明の磁性測定方法は、２つの同
一の渦流センサを離間距離が一定となるように対向保持
し、両者間に被測定物を配置して前記渦流センサから交
流磁場を発生させ、当該被測定物の磁性を測定するに際
して、前記各渦流センサからの出力を加算し、前記被測
定物の上下動に起因して発生する距離変動外乱を除去し
て、当該被測定物の磁性を測定することを特徴とする。
一の渦流センサを離間距離が一定となるように対向保持
し、両者間に被測定物を配置して前記渦流センサから交
流磁場を発生させ、当該被測定物の磁性を測定するに際
して、前記各渦流センサからの出力を加算し、前記被測
定物の上下動に起因して発生する距離変動外乱を除去し
て、当該被測定物の磁性を測定することを特徴とする。
【０００７】ここで、前記構成の本発明の基本原理につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【０００８】本発明では、被測定物について非破壊で各
微小箇所の磁性測定をするために、渦流センサを適用す
る。そこで先ず、渦流センサの一般的な性質及び用途に
ついて述べる。
微小箇所の磁性測定をするために、渦流センサを適用す
る。そこで先ず、渦流センサの一般的な性質及び用途に
ついて述べる。
【０００９】渦流センサは、当該渦流センサが発生する
磁力線が通る範囲の磁気抵抗（Ｒｍ）を測定するもので
ある。磁気抵抗とは、磁気回路のオームの法則のＲｍで
あり、式で表現される。 Ｉ・Ｎ＝Ｒｍ・Φ …式 （Ｉ：電流、Ｎ：コイル巻き数、Ｒｍ：磁気抵抗、Φ：
磁束） 一般に、渦流センサーが測定する磁気抵抗は、式で表
されるように、空間の磁気抵抗(Ｒｍ0)と磁性体の磁気
抵抗(Ｒｍ1)の和である。 Ｒｍ＝Ｒｍ0＋Ｒｍ1 …式
磁力線が通る範囲の磁気抵抗（Ｒｍ）を測定するもので
ある。磁気抵抗とは、磁気回路のオームの法則のＲｍで
あり、式で表現される。 Ｉ・Ｎ＝Ｒｍ・Φ …式 （Ｉ：電流、Ｎ：コイル巻き数、Ｒｍ：磁気抵抗、Φ：
磁束） 一般に、渦流センサーが測定する磁気抵抗は、式で表
されるように、空間の磁気抵抗(Ｒｍ0)と磁性体の磁気
抵抗(Ｒｍ1)の和である。 Ｒｍ＝Ｒｍ0＋Ｒｍ1 …式
【００１０】図１は渦流センサを用いた磁気抵抗測定の
模式図である。１１は渦流センサであり、１２は渦流セ
ンサが発生する磁力線、１３は磁性体の例（鋼板）であ
る。
模式図である。１１は渦流センサであり、１２は渦流セ
ンサが発生する磁力線、１３は磁性体の例（鋼板）であ
る。
【００１１】Ｒｍ0∝ｌ0／μ0 …式 （μ0：空間の透磁率） Ｒｍ1∝ｌ1／μ1 …式 （μ1：鋼板の透磁率） 式から分かるように、Ｒｍ1が一定の時、渦流センサ
が測定する変化はＲｍ0の変化であり、Ｒｍ0はｌ0に比
例するので、渦流センサーと被測定物との離間距離を測
定することができる。渦流センサは、この原理を利用し
て距離センサとして利用することができる。
が測定する変化はＲｍ0の変化であり、Ｒｍ0はｌ0に比
例するので、渦流センサーと被測定物との離間距離を測
定することができる。渦流センサは、この原理を利用し
て距離センサとして利用することができる。
【００１２】本発明は、渦流センサの前記性質を利用
し、距離センサとして利用する場合とは逆に、Ｒｍ0を
一定にすることでＲｍ1の変化を捉え、μ1、すなわち磁
性体である被測定物の磁性そのものを測定しようとする
ものである。
し、距離センサとして利用する場合とは逆に、Ｒｍ0を
一定にすることでＲｍ1の変化を捉え、μ1、すなわち磁
性体である被測定物の磁性そのものを測定しようとする
ものである。
【００１３】しかしながら、単に上述の渦流センサを用
いて被測定物の磁性を測定しようとする場合、以下のよ
うな問題が生じる。通常、大気中のＲｍ0は鋼板のＲｍ1
より約１万倍程大きいため、測定精度が悪く、被測定物
の磁性測定への実用化は非常に困難である。しかも、静
止していない被測定物を連続的にオンラインで測定する
ことを目的としているため、渦流センサと被測定物との
距離変動の影響を受け易く、この点でも測定精度の劣化
を招く。更には、Ｒｍ0の影響が大きいため、特に磁性
体の境界近傍では磁性体の磁性測定に大きな誤差が生じ
る。
いて被測定物の磁性を測定しようとする場合、以下のよ
うな問題が生じる。通常、大気中のＲｍ0は鋼板のＲｍ1
より約１万倍程大きいため、測定精度が悪く、被測定物
の磁性測定への実用化は非常に困難である。しかも、静
止していない被測定物を連続的にオンラインで測定する
ことを目的としているため、渦流センサと被測定物との
距離変動の影響を受け易く、この点でも測定精度の劣化
を招く。更には、Ｒｍ0の影響が大きいため、特に磁性
体の境界近傍では磁性体の磁性測定に大きな誤差が生じ
る。
【００１４】そこで本発明では、一対の渦流センサを用
い、各渦流センサを離間距離を固定して対向配置させ、
その間に被測定物である磁性体を配する。この状態で上
下の渦流センサの出力和を測定すると（図３参照）、上
下の渦流センサ間で如何に被測定物が上下動したとして
も（図５参照）、上部の渦流センサから被測定物までの
距離と、下部の渦流センサから被測定物までの距離の合
計は不変に保たれているため、距離変動による外乱が対
向する渦流センサによって相互補完されることを見出し
た（図６、図７参照）。
い、各渦流センサを離間距離を固定して対向配置させ、
その間に被測定物である磁性体を配する。この状態で上
下の渦流センサの出力和を測定すると（図３参照）、上
下の渦流センサ間で如何に被測定物が上下動したとして
も（図５参照）、上部の渦流センサから被測定物までの
距離と、下部の渦流センサから被測定物までの距離の合
計は不変に保たれているため、距離変動による外乱が対
向する渦流センサによって相互補完されることを見出し
た（図６、図７参照）。
【００１５】従って、各渦流センサの出力和は、被測定
物である磁性体の磁性そのものを捉えていることにな
り、上下動のある被測定物のオンライン測定が可能とな
る。また、距離変動外乱を除去できたことにより、被測
定物の磁気抵抗を純粋に測定しているので、精度良く磁
性の特性値を評価することができる。更に、磁性不良を
検出する目的にも使用可能である。
物である磁性体の磁性そのものを捉えていることにな
り、上下動のある被測定物のオンライン測定が可能とな
る。また、距離変動外乱を除去できたことにより、被測
定物の磁気抵抗を純粋に測定しているので、精度良く磁
性の特性値を評価することができる。更に、磁性不良を
検出する目的にも使用可能である。
【００１６】本発明の一態様では、前記調整手段によ
り、対向する前記渦流センサから発生する交流磁場を同
位相にし、両者を干渉させて発生磁場の発散を防止する
ことにより、前記被測定物の中央部のみならず、前記被
測定物の端部近傍の磁性も測定する。これは、各渦流セ
ンサから発生する交流磁場を同位相とすることで、お互
いの発生する交流磁場を擬似的に磁性体として認識でき
るようにし、前記被測定物のエッジ（境界）部位におけ
る特異性を打ち消すことにより、当該エッジ部位の磁性
を正確に測定する手法である（図８参照）。
り、対向する前記渦流センサから発生する交流磁場を同
位相にし、両者を干渉させて発生磁場の発散を防止する
ことにより、前記被測定物の中央部のみならず、前記被
測定物の端部近傍の磁性も測定する。これは、各渦流セ
ンサから発生する交流磁場を同位相とすることで、お互
いの発生する交流磁場を擬似的に磁性体として認識でき
るようにし、前記被測定物のエッジ（境界）部位におけ
る特異性を打ち消すことにより、当該エッジ部位の磁性
を正確に測定する手法である（図８参照）。
【００１７】また、本発明の一態様では、前記調整手段
により、対向する前記渦流センサから発生する交流磁場
の周波数を1ｋＨｚとして、交流磁場の前記被測定物へ
の潜り込み深さを調整し、前記被測定物の特定の層にお
ける磁性を測定する。基本的に感度Ｑは、Ｑ＝２πｆ・
Ｌ／Ｒ（ｆ：発振周波数、Ｌ：ヘッドコイルのリアクタ
ンス分、Ｒ：ヘッドコイルの抵抗分）で表され、周波数
ｆに比例する。従って、交流磁場の周波数が１ｋＨｚ未
満では十分な感度を得ることが困難であることから、交
流磁場の周波数を1ｋＨｚ以上の所定値に調整すること
で、前記被測定物の特定層の磁性測定が可能となる。
により、対向する前記渦流センサから発生する交流磁場
の周波数を1ｋＨｚとして、交流磁場の前記被測定物へ
の潜り込み深さを調整し、前記被測定物の特定の層にお
ける磁性を測定する。基本的に感度Ｑは、Ｑ＝２πｆ・
Ｌ／Ｒ（ｆ：発振周波数、Ｌ：ヘッドコイルのリアクタ
ンス分、Ｒ：ヘッドコイルの抵抗分）で表され、周波数
ｆに比例する。従って、交流磁場の周波数が１ｋＨｚ未
満では十分な感度を得ることが困難であることから、交
流磁場の周波数を1ｋＨｚ以上の所定値に調整すること
で、前記被測定物の特定層の磁性測定が可能となる。
【００１８】また、本発明の一態様では、前記渦流セン
サの前記被測定物との対向面が矩形状とされており、そ
の一辺の寸法をＬ、他辺の寸法をＣとして、Ｌ／Ｃ＞１
又はＣ／Ｌ＞１である断面形状であって、磁性に方向性
を有する前記被測定物を測定対象とする。即ち、渦流セ
ンサの断面形状を矩形状にして、発生する交流磁場強度
に方向特性を持たせることにより、方向性のある磁性を
持った前記被測定物の磁性を感度良く測定できる。
サの前記被測定物との対向面が矩形状とされており、そ
の一辺の寸法をＬ、他辺の寸法をＣとして、Ｌ／Ｃ＞１
又はＣ／Ｌ＞１である断面形状であって、磁性に方向性
を有する前記被測定物を測定対象とする。即ち、渦流セ
ンサの断面形状を矩形状にして、発生する交流磁場強度
に方向特性を持たせることにより、方向性のある磁性を
持った前記被測定物の磁性を感度良く測定できる。
【００１９】また、本発明の一態様では、測定した前記
被測定物の磁性と、前記被測定物の測定位置の座標とを
関係付けて、前記被測定物の測定位置に対応した磁性分
布を構成する。これにより、前記被測定物の磁性分布を
明確に把握することが可能となり、磁性材料等の品質改
善に極めて有効である。
被測定物の磁性と、前記被測定物の測定位置の座標とを
関係付けて、前記被測定物の測定位置に対応した磁性分
布を構成する。これにより、前記被測定物の磁性分布を
明確に把握することが可能となり、磁性材料等の品質改
善に極めて有効である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な実
施形態について、図２〜図８を参照しながら詳細に説明
する。図２は、本実施形態による磁性測定装置を示す模
式図である。図２において、２１は磁性体からなる被測
定物であり、電磁鋼板、シールド材等の鋼板やアモルフ
ァス等の磁性を持つ物質がある。また、磁性としては透
磁率、磁束密度、鉄損、保磁力等が挙げられる。このな
かでは透磁率を測定することが望ましいが、磁束密度、
鉄損、保持力についても事前に透磁率との相関（検量
線）を求めておくことにより測定が可能である。２２，
２３は一対の渦流センサであり、２４，２５は渦流セン
サ２２，２３のセンサアンプ、２６，２７は渦流センサ
２２，２３のファンクションジェネレータ（周波数可変
式発振電源）、２８は一対の渦流センサ２２，２３の出
力を加算及びモニターするアナログ・コントローラであ
る。
施形態について、図２〜図８を参照しながら詳細に説明
する。図２は、本実施形態による磁性測定装置を示す模
式図である。図２において、２１は磁性体からなる被測
定物であり、電磁鋼板、シールド材等の鋼板やアモルフ
ァス等の磁性を持つ物質がある。また、磁性としては透
磁率、磁束密度、鉄損、保磁力等が挙げられる。このな
かでは透磁率を測定することが望ましいが、磁束密度、
鉄損、保持力についても事前に透磁率との相関（検量
線）を求めておくことにより測定が可能である。２２，
２３は一対の渦流センサであり、２４，２５は渦流セン
サ２２，２３のセンサアンプ、２６，２７は渦流センサ
２２，２３のファンクションジェネレータ（周波数可変
式発振電源）、２８は一対の渦流センサ２２，２３の出
力を加算及びモニターするアナログ・コントローラであ
る。
【００２１】被測定物２１の上下部位に、一定値に保持
固定された離間距離ｄ１をもって一対の渦流センサ２
２，２３を対向配置し、各センサの出力は、各センサア
ンプ２４，２５を通じてアナログ・コントローラ２８に
て加算される仕組みになっている。渦流センサ２２，２
３の発振周波数は、各センサアンプ２４，２５に接続さ
れたファンクションジェネレーター２６，２７によって
調整することができる。
固定された離間距離ｄ１をもって一対の渦流センサ２
２，２３を対向配置し、各センサの出力は、各センサア
ンプ２４，２５を通じてアナログ・コントローラ２８に
て加算される仕組みになっている。渦流センサ２２，２
３の発振周波数は、各センサアンプ２４，２５に接続さ
れたファンクションジェネレーター２６，２７によって
調整することができる。
【００２２】図３は、図２の磁性測定装置のうち、渦流
センサと被測定物との配置関係を説明するための概略斜
視図である。２１は被測定物（図２と同様）、３２，３
２’はセンサヘッドコアであり、樹脂系物質やフェライ
トが使用されている。３３，３３’は検出コイル（サー
チコイル）、３４，３４’は温度補償コイル（ダミーコ
イル）である。磁性に方向性のある被測定物の磁性を測
定する場合には、センサヘッドコア３２，３２’の断面
形状は矩形状が好ましく、この場合、その一辺の寸法を
Ｌ、他辺の寸法をＣとして、Ｌ／Ｃ＞１又はＣ／Ｌ＞１
であることが望ましい。当該断面形状としては、用途に
応じて、円形、楕円形、多角形等としても良い。また、
特に異方性を有する磁性体の磁性を測定する際には、容
易磁化方向を長手方向とした渦流センサの設定が望まし
い。ｄ１は上下のセンサヘッドコア３２，３２’の離間
距離であり、所定値に保持固定されている。
センサと被測定物との配置関係を説明するための概略斜
視図である。２１は被測定物（図２と同様）、３２，３
２’はセンサヘッドコアであり、樹脂系物質やフェライ
トが使用されている。３３，３３’は検出コイル（サー
チコイル）、３４，３４’は温度補償コイル（ダミーコ
イル）である。磁性に方向性のある被測定物の磁性を測
定する場合には、センサヘッドコア３２，３２’の断面
形状は矩形状が好ましく、この場合、その一辺の寸法を
Ｌ、他辺の寸法をＣとして、Ｌ／Ｃ＞１又はＣ／Ｌ＞１
であることが望ましい。当該断面形状としては、用途に
応じて、円形、楕円形、多角形等としても良い。また、
特に異方性を有する磁性体の磁性を測定する際には、容
易磁化方向を長手方向とした渦流センサの設定が望まし
い。ｄ１は上下のセンサヘッドコア３２，３２’の離間
距離であり、所定値に保持固定されている。
【００２３】渦流センサは、センサーヘッドコア３２，
３２’と、検出コイル３３，３３’及び温度補償コイル
３４，３４’とで形成される。検出コイル３３，３３’
は、磁性体の磁性を検出するための磁場発生及び磁性体
の磁性を検出する役割を持ち、温度補償コイル３４，３
４’は、検出コイルの温度特性を補正するためのコイル
である。基本的な測定は、対向配置した一対の渦流セン
サの間に被測定物２１を置いた状態で行う。
３２’と、検出コイル３３，３３’及び温度補償コイル
３４，３４’とで形成される。検出コイル３３，３３’
は、磁性体の磁性を検出するための磁場発生及び磁性体
の磁性を検出する役割を持ち、温度補償コイル３４，３
４’は、検出コイルの温度特性を補正するためのコイル
である。基本的な測定は、対向配置した一対の渦流セン
サの間に被測定物２１を置いた状態で行う。
【００２４】上下の渦流センサ間の離間距離ｄ１を固定
し、各渦流センサの出力をアナログコントローラ２８に
より加算して出力和を測定すると、上下の渦流センサ間
で被測定物２１が振動しても、その上下振動による距離
変動外乱を取り除けるので、被測定物２１そのものの磁
性を精度良く測定することができる。
し、各渦流センサの出力をアナログコントローラ２８に
より加算して出力和を測定すると、上下の渦流センサ間
で被測定物２１が振動しても、その上下振動による距離
変動外乱を取り除けるので、被測定物２１そのものの磁
性を精度良く測定することができる。
【００２５】また、ファンクションジェネレータ２６，
２７で発振周波数を調整し、渦流センサが発生する磁場
が被測定物２１に潜り込む深さを制御すると、狙いの表
層深さの磁性を精度良く測定することが可能である。図
４に発振周波数と被測定物の透磁率の測定精度(感度)と
の関係を示す。発振周波数が１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚで
透磁率の測定精度(感度)が非常に良好になっていること
が判る。測定対象の特性により感度の良い周波数領域を
探索しておくことが望ましい。
２７で発振周波数を調整し、渦流センサが発生する磁場
が被測定物２１に潜り込む深さを制御すると、狙いの表
層深さの磁性を精度良く測定することが可能である。図
４に発振周波数と被測定物の透磁率の測定精度(感度)と
の関係を示す。発振周波数が１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚで
透磁率の測定精度(感度)が非常に良好になっていること
が判る。測定対象の特性により感度の良い周波数領域を
探索しておくことが望ましい。
【００２６】次に、測定中に被測定物が上下振動して
も、あるいは測定が被測定物の境界条件にあっても精度
良く磁性測定できる原理を以下に説明する。
も、あるいは測定が被測定物の境界条件にあっても精度
良く磁性測定できる原理を以下に説明する。
【００２７】まず、被測定物の上下振動の場合について
説明する。図５〜図７は、被測定物が上下震動しても距
離変動外乱を消去する原理を示した模式図である。図５
は、固定距離をもって配置された上下の渦流センサ間
で、被測定物が上下振動した際の上部の渦流センサと被
測定物との距離、下部の渦流センサと被測定物との距離
の変化を示した模式図である。２１は被測定物（図２と
同様）、２１’は被測定物２１が震動変位した状態を示
し、３２，３２’はセンサヘッドコア（図３と同様）、
３３，３３’は検出コイル（図３と同様）、３４，３
４’は温度補償コイル（図３と同様）である。
説明する。図５〜図７は、被測定物が上下震動しても距
離変動外乱を消去する原理を示した模式図である。図５
は、固定距離をもって配置された上下の渦流センサ間
で、被測定物が上下振動した際の上部の渦流センサと被
測定物との距離、下部の渦流センサと被測定物との距離
の変化を示した模式図である。２１は被測定物（図２と
同様）、２１’は被測定物２１が震動変位した状態を示
し、３２，３２’はセンサヘッドコア（図３と同様）、
３３，３３’は検出コイル（図３と同様）、３４，３
４’は温度補償コイル（図３と同様）である。
【００２８】同一の渦流センサを、離間距離ｄ１をもっ
て対向配置すると、上下の渦流センサ間で、被測定物２
１が上下動しても、上部の渦流センサと被測定物２１と
の間の距離ｄ２，ｄ２’と、下部の渦流センサと被測定
物２１との間の距離ｄ３，ｄ３’の合計は常に離間距離
ｄ１に等しいので、上下動による距離変動の外乱を取り
除くことができる。
て対向配置すると、上下の渦流センサ間で、被測定物２
１が上下動しても、上部の渦流センサと被測定物２１と
の間の距離ｄ２，ｄ２’と、下部の渦流センサと被測定
物２１との間の距離ｄ３，ｄ３’の合計は常に離間距離
ｄ１に等しいので、上下動による距離変動の外乱を取り
除くことができる。
【００２９】図６は、図５における上下の渦流センサと
被測定物との間の距離の変化を示す特性図である。ｄ２
は、上部の渦流センサと被測定物との距離、ｄ３は下部
の渦流センサと被測定物との距離であり、横軸は時間、
縦軸は上下の渦流センサの出力である。被測定物が上下
振動をすることによって、上下の渦流センサと被測定物
との間の距離が変化するため、各渦流センサの出力が変
化していることが分かる。
被測定物との間の距離の変化を示す特性図である。ｄ２
は、上部の渦流センサと被測定物との距離、ｄ３は下部
の渦流センサと被測定物との距離であり、横軸は時間、
縦軸は上下の渦流センサの出力である。被測定物が上下
振動をすることによって、上下の渦流センサと被測定物
との間の距離が変化するため、各渦流センサの出力が変
化していることが分かる。
【００３０】図７は、図５における上下の渦流センサと
被測定物との間の距離の和の変化を示す特性図である。
図６と同様に、ｄ２は上部の渦流センサと被測定物との
距離、ｄ３は下部の渦流センサと被測定物との距離であ
り、横軸は時間、縦軸は上下の渦流センサの出力和を示
す。被測定物が上下振動をしても、上下センサーと磁性
体間の距離の合計は変化しないことが分かる。
被測定物との間の距離の和の変化を示す特性図である。
図６と同様に、ｄ２は上部の渦流センサと被測定物との
距離、ｄ３は下部の渦流センサと被測定物との距離であ
り、横軸は時間、縦軸は上下の渦流センサの出力和を示
す。被測定物が上下振動をしても、上下センサーと磁性
体間の距離の合計は変化しないことが分かる。
【００３１】以上のようにして、被測定物の上下振動に
よる距離変動外乱を取り除くことにより、被測定物自体
の磁性を精度良く測定することができる。
よる距離変動外乱を取り除くことにより、被測定物自体
の磁性を精度良く測定することができる。
【００３２】次に、被測定物の境界近傍における測定精
度の向上について説明する。図８は、被測定物の境界近
傍の磁性検出誤差を少なくする原理を示す模式図であ
る。２１は被測定物（図２と同様）、２１’は疑似磁性
体イメージであり、２２，２３は渦流センサ（図２と同
様）、８１，８１’は渦流センサ２２，２３が発生する
交流磁場である。通常、被測定物近傍では、渦流センサ
ーの発生磁場が磁性体のない所で発散するために正確に
測定できないが、対向する渦流センサーの磁場を相互認
識させると、擬似的に被測定物が存在している状態を再
現できるため、測定誤差を少なくすることができる。こ
の際、対向磁場は、ファンクションジェネレータ２６，
２７の発振電源の位相を同期させ、疑似磁性体の磁性を
被測定物の磁性と同等になるように強度を調節する必要
がある。
度の向上について説明する。図８は、被測定物の境界近
傍の磁性検出誤差を少なくする原理を示す模式図であ
る。２１は被測定物（図２と同様）、２１’は疑似磁性
体イメージであり、２２，２３は渦流センサ（図２と同
様）、８１，８１’は渦流センサ２２，２３が発生する
交流磁場である。通常、被測定物近傍では、渦流センサ
ーの発生磁場が磁性体のない所で発散するために正確に
測定できないが、対向する渦流センサーの磁場を相互認
識させると、擬似的に被測定物が存在している状態を再
現できるため、測定誤差を少なくすることができる。こ
の際、対向磁場は、ファンクションジェネレータ２６，
２７の発振電源の位相を同期させ、疑似磁性体の磁性を
被測定物の磁性と同等になるように強度を調節する必要
がある。
【００３３】以上のようにすると、被測定物の境界近傍
におけるセンサーが発生する磁場発散を防止し、被測定
物の境界近傍の磁性の測定誤差を少なくすることができ
る。
におけるセンサーが発生する磁場発散を防止し、被測定
物の境界近傍の磁性の測定誤差を少なくすることができ
る。
【００３４】図９は、以上の磁性測定装置を用いること
により、被測定物の座標と、それぞれの座標における磁
性をリンクさせ、被測定物の等磁性線を引いて作成した
磁性マップを示す模式図である。９１は、被測定物の外
形例（鋼板）であり、９２は等磁性線である。この磁性
マップを作成することで、被測定物の磁性分布を一目で
観察することが可能となり、磁性体品質評価に大いに役
立てることができる。
により、被測定物の座標と、それぞれの座標における磁
性をリンクさせ、被測定物の等磁性線を引いて作成した
磁性マップを示す模式図である。９１は、被測定物の外
形例（鋼板）であり、９２は等磁性線である。この磁性
マップを作成することで、被測定物の磁性分布を一目で
観察することが可能となり、磁性体品質評価に大いに役
立てることができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、非破壊で各微小箇所毎
の磁性評価を可能とするとともに、不感帯となる境界近
傍の磁性測定及び静止していない被測定物を連続的に容
易且つ正確に測定することができる磁性測定装置及び方
法が実現する。
の磁性評価を可能とするとともに、不感帯となる境界近
傍の磁性測定及び静止していない被測定物を連続的に容
易且つ正確に測定することができる磁性測定装置及び方
法が実現する。
【図１】渦流センサを用いた磁気抵抗測定の模式図であ
る。
る。
【図２】本実施形態による磁性測定装置を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】図２の磁性測定装置のうち、渦流センサと被測
定物との配置関係を説明するための概略斜視図である。
定物との配置関係を説明するための概略斜視図である。
【図４】発振周波数と被測定物の透磁率の測定精度(感
度)との関係を示す特性図である。
度)との関係を示す特性図である。
【図５】固定距離をもって配置された上下の渦流センサ
間で、被測定物が上下振動した際の上部の渦流センサと
被測定物との距離、下部の渦流センサと被測定物との距
離の変化を示した模式図である。
間で、被測定物が上下振動した際の上部の渦流センサと
被測定物との距離、下部の渦流センサと被測定物との距
離の変化を示した模式図である。
【図６】図５における上下の渦流センサと被測定物との
間の距離の変化を示す特性図である。
間の距離の変化を示す特性図である。
【図７】図５における上下の渦流センサと被測定物との
間の距離の和の変化を示す特性図である。
間の距離の和の変化を示す特性図である。
【図８】被測定物の境界近傍の磁性検出誤差を少なくす
る原理を示す模式図である。
る原理を示す模式図である。
【図９】本実施形態の磁性測定装置を用いることによ
り、被測定物の座標と、それぞれの座標における磁性を
リンクさせ、被測定物の等磁性線を引いて作成した磁性
マップを示す模式図である。
り、被測定物の座標と、それぞれの座標における磁性を
リンクさせ、被測定物の等磁性線を引いて作成した磁性
マップを示す模式図である。
２１ 被測定物 ２２，２３ 一対の渦流センサ ２４，２５ センサアンプ ２６，２７ ファンクションジェネレータ ２８ アナログ・コントローラ ３２，３２’ センサヘッドコア ３３，３３’ 検出コイル ３４，３４’ 温度補償コイル ｄ１ 離間距離 ｄ２，ｄ２’ 上部の渦流センサと被測定物との間の距
離 ｄ３，ｄ３’ 下部の渦流センサと被測定物との間の距
離
離 ｄ３，ｄ３’ 下部の渦流センサと被測定物との間の距
離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 育世 姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵株 式会社広畑製鐵所内 Ｆターム(参考） 2G017 AA10 AD01 BA03 CA09 CA19 CB16 CB23 CC02 CD11 2G053 AB07 AB21 BA15 BC02 BC14 CA03 CB09 DB06
Claims (11)
- 【請求項１】 離間距離を一定に保持するように対向配
置される２つの同一の渦流センサと、 前記各渦流センサからの出力信号を加算する加算手段と
を備え、 対向する前記渦流センサ間に被測定物を配置して前記渦
流センサから交流磁場を発生させ、前記加算手段で前記
各渦流センサからの出力を加算し、前記被測定物の上下
動に起因して発生する距離変動外乱を除去して、当該被
測定物の磁性を測定することを特徴とする磁性測定装
置。 - 【請求項２】 前記渦流センサから発生する磁場の発振
周波数を調整する調整手段を更に備えることを特徴とす
る請求項１に記載の磁性測定装置。 - 【請求項３】 前記調整手段により、対向する前記渦流
センサから発生する交流磁場を同位相にし、両者を干渉
させて発生磁場の発散を防止することにより、前記被測
定物の中央部のみならず、前記被測定物の端部近傍の磁
性も測定することを特徴とする請求項２に記載の磁性測
定装置。 - 【請求項４】 前記調整手段により、対向する前記渦流
センサから発生する交流磁場の周波数を1ｋＨｚとし
て、交流磁場の前記被測定物への潜り込み深さを調整
し、前記被測定物の特定の層における磁性を測定するこ
とを特徴とする請求項２に記載の磁性測定装置。 - 【請求項５】 前記渦流センサの前記被測定物との対向
面が矩形状とされており、その一辺の寸法をＬ、他辺の
寸法をＣとして、Ｌ／Ｃ＞１又はＣ／Ｌ＞１である断面
形状であって、磁性に方向性を有する前記被測定物を測
定対象とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１項に記載の磁性測定装置。 - 【請求項６】 前記被測定物の透磁率を磁性として測定
することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記
載の磁性測定装置。 - 【請求項７】 ２つの同一の渦流センサを離間距離が一
定となるように対向保持し、両者間に被測定物を配置し
て前記渦流センサから交流磁場を発生させ、当該被測定
物の磁性を測定するに際して、 前記各渦流センサからの出力を加算し、前記被測定物の
上下動に起因して発生する距離変動外乱を除去して、当
該被測定物の磁性を測定することを特徴とする磁性測定
方法。 - 【請求項８】 前記渦流センサから発生する磁場の発振
周波数を調整して、対向する前記渦流センサから発生す
る交流磁場を同位相にし、両者を干渉させて発生磁場の
発散を防止することにより、前記被測定物の中央部のみ
ならず、前記被測定物の端部近傍の磁性も測定すること
を特徴とする請求項７に記載の磁性測定方法。 - 【請求項９】 前記渦流センサから発生する磁場の発振
周波数を調整して、対向する前記渦流センサから発生す
る交流磁場の周波数を1ｋＨｚとして、交流磁場の前記
被測定物への潜り込み深さを調整し、前記被測定物の特
定の層における磁性を測定することを特徴とする請求項
７に記載の磁性測定方法。 - 【請求項１０】 測定した前記被測定物の磁性と、前記
被測定物の測定位置の座標とを関係付けて、前記被測定
物の測定位置に対応した磁性分布を構成することを特徴
とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の磁性測定方
法。 - 【請求項１１】 前記被測定物の透磁率を磁性として測
定することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項
に記載の磁性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229500A JP4005765B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 磁性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229500A JP4005765B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 磁性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039997A true JP2002039997A (ja) | 2002-02-06 |
| JP4005765B2 JP4005765B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=18722612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000229500A Expired - Fee Related JP4005765B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 磁性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4005765B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014062762A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 渦電流探傷検査装置、渦電流探傷検査方法、プローブ、及び信号処理器 |
| WO2019003727A1 (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼鈍炉中の鋼板の磁気変態率測定方法および磁気変態率測定装置、連続焼鈍プロセス、連続溶融亜鉛めっきプロセス |
| JP2020003289A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 劣化検出装置及び劣化検出方法 |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000229500A patent/JP4005765B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014062762A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 渦電流探傷検査装置、渦電流探傷検査方法、プローブ、及び信号処理器 |
| WO2019003727A1 (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼鈍炉中の鋼板の磁気変態率測定方法および磁気変態率測定装置、連続焼鈍プロセス、連続溶融亜鉛めっきプロセス |
| JP2019007907A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 焼鈍炉中の鋼板の磁気変態率測定方法および磁気変態率測定装置、連続焼鈍プロセス、連続溶融亜鉛めっきプロセス |
| CN110799838A (zh) * | 2017-06-28 | 2020-02-14 | 杰富意钢铁株式会社 | 退火炉中的钢板的磁性转变率测定方法以及磁性转变率测定装置、连续退火工序、连续热浸镀锌工序 |
| US11125721B2 (en) | 2017-06-28 | 2021-09-21 | Jfe Steel Corporation | Method for measuring magnetic transformation rate of steel sheet in annealing furnace, apparatus for measuring the same, continuous annealing process, and continuous galvanizing process |
| JP2020003289A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 劣化検出装置及び劣化検出方法 |
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| JP4005765B2 (ja) | 2007-11-14 |
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